KR102097447B1 - Control unit for construction machinery - Google Patents

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KR102097447B1
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히데카즈 모리키
히로시 사카모토
야스타카 즈루가
다다시 오사카
류 나리카와
Original Assignee
히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

원하는 선회 정지 각도에서 상부 선회체를 정지시킬 수 있는 건설 기계의 제어 장치를 제공한다. 메인 컨트롤러는, 상부 선회체의 선회를 정지시키는 목표 각도인 선회 정지 목표 각도 신호를 설정하는 선회 정지 목표 각도 설정부와, 컨트롤 밸브로의 구동 지령을 출력하여 상부 선회체의 선회의 감속을 실행하는 선회 제어부와, 제1 각도 검출기가 검출한 하부 주행체에 대한 상부 선회체의 각도 신호와, 제2 각도 검출기가 검출한 작업 장치의 각도 신호를 판독하여, 이들 신호를 기초로 상부 선회체가 선회 정지 목표 각도에서 선회를 정지할 수 있는지 여부를 판정하는 선회 정지 가부 판정부와, 선회 정지 가부 판정부가 판정한 선회 정지 가부 신호에 따라서, 선회 반경 방향으로의 작업 장치의 신장 동작을 금지하도록, 또는 선회 반경 방향으로의 작업 장치의 축소 동작을 실행하도록 컨트롤 밸브로의 구동 지령 신호를 출력하는 작업 장치 제어부를 구비하였다.Provided is a control device for a construction machine capable of stopping an upper swing body at a desired turning stop angle. The main controller outputs a turning stop target angle setting unit for setting a turning stop target angle signal, which is a target angle for stopping turning of the upper swing body, and a drive command to the control valve to decelerate the turning of the upper swing body. Based on these signals, the upper control unit stops turning by reading the angle signal of the upper swinging body with respect to the lower traveling body detected by the turning control unit, the first angle detector, and the angle signal of the working device detected by the second angle detector. In accordance with the turning stop availability determining unit determining whether or not the turning can be stopped at the target angle, and the turning stop availability determining signal determined by the turning stop availability determining unit, prohibiting the stretching operation of the working device in the turning radial direction, or turning A work unit control unit that outputs a drive command signal to the control valve to perform a reduction operation of the work unit in the radial direction. It was equipped with.

Figure R1020187012691
Figure R1020187012691

Description

건설 기계의 제어 장치Control unit for construction machinery

본 발명은, 건설 기계의 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control device for a construction machine.

일반적으로, 건설 기계인 유압 셔블을 사용하여, 굴삭물을 덤프 트럭에 적재하는 작업을 하는 경우, 오퍼레이터는 조작 장치에 의해 선회 각도와 작업 장치의 높이를 동시에 조정함으로써, 상부 선회체를 선회시키면서 붐 상승 동작을 행하여, 작업 장치를 굴삭 위치로부터 덤프 트럭의 짐받이의 상방 위치까지 이동시켜, 방토 한다.In general, when using a hydraulic excavator, which is a construction machine, to load an excavator into a dump truck, the operator adjusts the turning angle and the height of the working device at the same time by means of an operating device, thereby turning the upper slewing body to boom The lifting operation is performed, and the working device is moved from the excavation position to the upper position of the loader of the dump truck to discharge.

상부 선회체는, 오퍼레이터가 선회 조작을 정지한 후에도 관성에 의해 계속 선회하여, 선회 조작을 정지하였을 때의 선회 속도나 선회 관성에 따라 선회 정지 각도가 상이하다. 이 때문에, 원하는 선회 각도에서 상부 선회체를 정지시키는 데는, 관성에 의한 선회 정지 각도의 증가를 고려하여 선회 조작의 정지 타이밍을 결정할 필요가 있다. 이와 같이, 선회 동작을 수반하는 복합 조작이나 상부 선회체를 원하는 위치에 정지시키는 선회 정지 조작을 행하는 경우, 오퍼레이터에게는 더 높은 집중력에 의한 조작이 요구된다. 또한, 오퍼레이터의 의식이 조작에 집중되기 때문에 주위에의 감시 의식이 옅어져, 예를 들어 작업 장치의 선회 범위로의 진입물이 있었던 경우에, 그 발견이 늦어질 가능성이 발생한다.The upper swinging body continues to turn by inertia even after the operator stops the turning operation, and the turning stop angle differs depending on the turning speed or turning inertia when the turning operation is stopped. For this reason, in order to stop the upper swing body at a desired turning angle, it is necessary to determine the stop timing of the turning operation in consideration of an increase in the turning stop angle due to inertia. As described above, when performing a complex operation involving a turning operation or a turning stop operation for stopping the upper swing body at a desired position, the operator is required to operate with a higher concentration. In addition, since the operator's consciousness is concentrated on the operation, the surrounding monitoring consciousness is reduced, and, for example, when there is an entry into the turning range of the working device, there is a possibility that the discovery is delayed.

상술한 오퍼레이터에게 요구되는 높은 집중력에 의한 조작에 대해, 오퍼레이터가 선회 조작을 정지한 시점이 상이해도, 정해진 범위 내에 상부 선회체를 정지할 수 있도록 한 건설 기계의 선회 제어 장치 및 그 방법이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 건설 기계의 선회 제어 장치 및 그 방법에서는, 정해진 범위 내에서 상부 선회체를 정지시키기 위한 최적의 선회 조작의 정지 개시 위치를 추정하고, 현재의 선회 위치와 정지 개시 위치를 사용하여 정지 목표 위치를 구한 후, 정지 목표 위치에 상부 선회체를 정지하도록 선회 모터를 제어한다. 이에 의해, 오퍼레이터가 선회 조작을 정지한 시점이 상이해도, 정해진 범위 내에서 선회를 정지시킬 수 있다.With respect to the operation by the high concentration required for the above-described operator, there is a turning control device for a construction machine and a method for enabling the upper swinging body to be stopped within a predetermined range even when the operator stops turning. For example, see Patent Document 1). In the turning control apparatus and method of this construction machine, the stop starting position of the optimal turning operation for stopping the upper swing body within a predetermined range is estimated, and the stop target position is determined using the current turning position and the stop starting position. After obtaining, the swing motor is controlled to stop the upper swing body at the stop target position. Thereby, even when the operator stops turning, the turning can be stopped within a predetermined range.

또한, 상술한 작업 장치의 선회 범위로의 진입물에 대해, 진입물을 검출하여 선회를 정지하는 선회 작업 기계 및 선회 작업 기계의 제어 방법이 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이 선회 작업 기계 및 선회 작업 기계의 제어 방법에서는, 현시점의 선회 속도, 현시점의 선회 관성, 진입물의 위치에 기초하여 진입물과의 간섭의 가능성을 판단하여, 선회 동작을 제어한다.In addition, for the entry into the turning range of the above-described working device, there are a turning working machine and a controlling method of the turning working machine for detecting the entry and stopping the turning (for example, see Patent Document 2). In the turning working machine and the control method of the turning working machine, the possibility of interference with the entry is determined based on the turning speed of the current point, the turning inertia of the current point, and the position of the entry, and the turning operation is controlled.

일본 특허 공표 제2013-535593호 공보Japanese Patent Publication No. 2013-535593 일본 특허 공개 제2012-021290호 공보Japanese Patent Publication No. 2012-021290

특허문헌 1의 기술은, 현재의 선회 위치와 정지 개시 위치를 사용하여 정지 목표 위치를 구한다. 또한, 특허문헌 2의 기술은, 현시점의 선회 속도, 현시점의 선회 관성, 진입물의 위치에 기초하여 진입물과의 간섭의 가능성을 판단한다. 이 때문에, 예를 들어 선회 조작의 정지가 개시된 후에 발생하는 변화(선회 관성이나 선회 정지 목표 위치)에 대해서는, 충분히 고려되어 있지 않을 가능성이 있었다.In the technique of Patent Document 1, a stop target position is determined using the current swing position and the stop start position. In addition, the technology of Patent Document 2 determines the possibility of interference with an entry based on the turning speed of the current point, the turning inertia of the current point, and the position of the entry. For this reason, there has been a possibility that, for example, changes (turning inertia or turning stop target position) that occur after the turning operation is stopped are not sufficiently considered.

예를 들어, 선회 정지 조작이 이루어지긴 했지만, 아직 상부 선회체가 완전히 정지되어 있지 않은 상태에 있어서, 아암을 신장하는 동작이 이루어지면, 선회 관성이 정지 조작 시점에 있어서의 것보다 증가해 버리지만, 이러한 경우에 있어서의 수정은 고려되어 있지 않다.For example, although the turning stop operation has been made, when the operation of extending the arm is performed in a state where the upper swing body is not completely stopped, the turning inertia increases than that at the time of the stop operation, Modifications in this case are not considered.

또한, 덤프 트럭에의 적재 시에는, 상부 선회체를 선회시키면서 붐 상승 동작을 행하여, 작업 장치를 굴삭 위치로부터 덤프 트럭의 짐받이의 상방 위치까지 이동시키지만, 붐 상승의 동작이 늦어진 경우에는, 덤프 트럭의 짐받이와 작업 장치의 접촉의 가능성이 발생한다. 이 접촉을 피하기 위해, 선회 조작의 정지가 개시되었을 때보다 빠르게 선회를 정지시킬 필요가 발생한다. 또한, 선회 작업 중에 진입물을 검지하여 선회 조작을 정지한 후에, 진입물이 차체측으로 근접해 오는 경우에도, 소정의 정지 위치의 앞으로 빠르게 선회를 정지시킬 필요가 발생한다. 이러한 경우에는, 선회 모터에서 출력할 수 있는 토크의 최댓값을 초과한 감속 토크가 필요해져, 원하는 선회 정지 각도에서 선회를 정지할 수 없게 될 가능성이 발생한다.In addition, when loading to the dump truck, the boom lift operation is performed while the upper swing body is rotated to move the working device from the excavation position to the upper position of the dump truck's pallet, but when the operation of the boom lift is delayed, the dump truck The possibility of contact between the carrier and the working device occurs. In order to avoid this contact, it is necessary to stop the turning faster than when the turning operation is stopped. In addition, even if the turning object is detected during the turning operation and the turning operation is stopped, even when the turning object approaches the vehicle body side, there is a need to stop turning rapidly in front of a predetermined stop position. In this case, a deceleration torque exceeding the maximum value of the torque that can be output from the turning motor is required, and there is a possibility that the turning cannot be stopped at a desired turning stop angle.

본 발명은, 상술한 사항에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 원하는 선회 정지 각도에서 상부 선회체를 정지시킬 수 있는 건설 기계의 제어 장치를 제공하는 것이다.This invention is made | formed based on the above-mentioned matter, The objective is to provide the control apparatus of the construction machine which can stop an upper swing body at a desired turning stop angle.

상기 과제를 해결하기 위해, 예를 들어 청구범위에 기재된 구성을 채용한다. 본원은, 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 대해 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와, 상기 상부 선회체에 대해 부앙동 가능하게 설치된 작업 장치와, 상기 상부 선회체를 선회 구동하는 선회용 유압 액추에이터와, 상기 작업 장치를 구동시키는 작업 장치용 유압 액추에이터와, 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 상기 작업 장치용 유압 액추에이터 및 상기 선회용 유압 액추에이터에 각각 공급되는 압유의 유량과 방향을 제어하는 작업 장치용 컨트롤 밸브 및 선회용 컨트롤 밸브와, 상기 작업 장치 및 상기 상부 선회체의 작동을 지시하는 작업 장치용 조작 장치 및 선회용 조작 장치와, 상기 작업 장치용 조작 장치 및 선회용 조작 장치로부터의 지시 신호에 기초하여 상기 작업 장치용 컨트롤 밸브 및 상기 선회용 컨트롤 밸브에 구동 신호를 출력하는 메인 컨트롤러를 갖는 건설 기계의 제어 장치에 있어서, 상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회 각도를 검출하는 제1 각도 검출기와, 상기 상부 선회체에 대한 상기 작업 장치의 부앙 각도를 검출하는 제2 각도 검출기를 더 가짐과 함께, 상기 메인 컨트롤러가, 상기 상부 선회체의 선회 정지 목표 각도를 설정하는 선회 정지 목표 각도 설정부와, 상기 제1 각도 검출기에 의해 검출된 상기 상부 선회체의 선회 각도와 상기 선회 정지 목표 각도 설정부에 의해 설정된 선회 정지 목표 각도의 차, 및 상기 선회용 조작 장치로부터의 지시 신호에 기초하여 상기 선회용 컨트롤 밸브에의 구동 신호를 산출하여 출력하는 선회 제어부와, 상기 제1 각도 검출기에 의해 검출된 상기 상부 선회체의 선회 각도와 상기 선회 정지 목표 각도 설정부에 의해 설정된 선회 정지 목표 각도 및 상기 제2 각도 검출기에 의해 검출된 상기 작업 장치의 부앙 각도에 기초하여, 상기 상부 선회체가 상기 선회 정지 목표 각도에 도달하기 전에 선회 동작을 정지할 수 있는지 여부를 판정하는 선회 정지 가부 판정부와, 상기 선회 정지 가부 판정부가 판정한 결과가 부인 경우에는, 적어도 선회 관성 모멘트가 증가하는 방향으로의 상기 작업 장치의 동작을 제한 또는 금지하는 구동 신호를 상기 작업 장치용 컨트롤 밸브에 출력하는 작업 장치 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to solve the said subject, the structure described in a Claim is adopted, for example. Although the present application includes a plurality of means for solving the above problems, for example, the lower traveling body, the upper pivoting body that is pivotally mounted to the lower traveling body, and the upper pivoting body can be floated. A working device installed, a hydraulic actuator for turning to drive the upper swing body, a hydraulic actuator for working device to drive the working device, a hydraulic pump, and a hydraulic actuator for the working device and the turning from the hydraulic pump A control valve for a working device and a control valve for turning to control the flow rate and direction of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator for each, and a working device for turning the working device and the upper swing body, and a turning device for turning. Wow, based on the instruction signals from the operating device for the working device and the turning operating device, the work site A control device for a construction machine having a tooth control valve and a main controller for outputting a drive signal to the turning control valve, the control device of a construction machine comprising: a first angle detector for detecting a turning angle of the upper turning body with respect to the lower traveling body; and In addition to having a second angle detector for detecting the angle of inclination of the working device with respect to the upper swing body, the main controller, the turning stop target angle setting unit for setting the turning stop target angle of the upper swing body, and The turning control based on the difference between the turning angle of the upper swing body detected by the first angle detector and the turning stop target angle set by the turning stop target angle setting unit, and an instruction signal from the turning operating device A turning control unit for calculating and outputting a drive signal to the valve, and the phase detected by the first angle detector Based on the turning angle of the secondary turning body, the turning stop target angle set by the turning stop target angle setting unit, and the inclination angle of the working device detected by the second angle detector, the upper swing body is the turning stop target angle If the result of the decision to determine whether the turning stop can be stopped before reaching or not and the result determined by the turning stop whether or not to be determined is negative, at least the turning device in the direction in which the turning moment of inertia increases It characterized in that it comprises a work device control unit for outputting a drive signal for limiting or prohibiting the operation to the control valve for the work device.

본 발명에 따르면, 선회 정지 가부를 판단하는 선회 정지 가부 판정부와, 선회 정지 가부 신호에 따라서, 선회 반경 방향으로의 작업 장치의 신장 동작을 금지하거나, 또는 선회 반경 방향으로의 작업 장치의 축소 동작을 실행하는 작업 장치 제어부를 구비하고 있으므로, 선회 관성의 증가를 억제할 수 있음과 함께, 선회 관성을 감소시킬 수 있다. 이것에 의해, 원하는 선회 정지 각도에서 상부 선회체를 정지시킬 수 있다.According to the present invention, according to the turning stop whether or not determining unit for determining whether or not the turning stop is permitted, and the turning stop or not signal, the extension operation of the working device in the turning radial direction is prohibited, or the reduction operation of the working device in the turning radial direction is prohibited. Since it is equipped with the work apparatus control part which executes, it can suppress the increase of turning inertia, and can reduce turning inertia. Thereby, the upper swing body can be stopped at a desired turning stop angle.

도 1은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 유압 셔블을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 건설 기계의 유압 구동 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 유압 셔블의 평면을 나타냄과 함께 메인 컨트롤러의 연산 내용에 관한 적재 목표 위치와, 적재 목표 선회 각도, 적재 목표 높이, 작업 장치 높이의 하한을 설명하는 개념도이다.
도 4b는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 유압 셔블의 정면을 나타냄과 함께 메인 컨트롤러의 연산 내용에 관한 적재 목표 위치와, 적재 목표 선회 각도, 적재 목표 높이, 작업 장치 높이의 하한을 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 선회 정지 목표 각도 설정부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다.
도 6은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 선회 정지 가부 판정부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다.
도 7은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 선회 제어부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다.
도 8은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 작업 장치 제어부의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 높이 방향 제어 속도 연산부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다.
도 10은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 반경 방향 제어 속도 연산부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다.
도 11은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 목표 속도 연산부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다.
도 12는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 연산의 플로우의 일례를 나타내는 흐름도이다.1 is a perspective view showing a hydraulic excavator provided with an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing the configuration of a hydraulic drive system for a construction machine equipped with an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention.
3 is a conceptual diagram showing the configuration of a main controller constituting one embodiment of a control device for a construction machine according to the present invention.
Fig. 4A shows a plane of a hydraulic excavator equipped with an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention, and a loading target position, a loading target turning angle, a loading target height, and a working device height with respect to the calculation contents of the main controller It is a conceptual diagram explaining the lower limit.
4B shows a front face of a hydraulic excavator equipped with an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention, and a load target position, a load target turning angle, a load target height, and a working device height with respect to the calculation contents of the main controller. It is a conceptual diagram explaining the lower limit.
5 is a control block diagram showing an example of the calculation contents of the turning stop target angle setting unit of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention.
6 is a control block diagram showing an example of the calculation contents of the turning stop availability determining unit of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention.
It is a control block diagram which shows an example of the calculation content of the turning control part of the main controller which comprises one Embodiment of the control device of the construction machine of this invention.
8 is a conceptual diagram showing the configuration of a work unit control unit of a main controller constituting one embodiment of a control device for a construction machine of the present invention.
9 is a control block diagram showing an example of the calculation contents of the height direction control speed calculating unit of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention.
10 is a control block diagram showing an example of calculation contents of a radial control speed calculating unit of a main controller constituting one embodiment of a control device for a construction machine of the present invention.
It is a control block diagram which shows an example of the calculation content of the target speed calculating part of the main controller which comprises one Embodiment of the control apparatus of the construction machine of this invention.
12 is a flow chart showing an example of the operation flow of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention.

이하, 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the control device for the construction machine of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 유압 셔블을 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 유압 셔블은 하부 주행체(9)와 상부 선회체(10)와 작업 장치(15)를 구비하고 있다. 하부 주행체(9)는 좌우의 크롤러식 주행 장치를 갖고, 좌우의 주행 유압 모터(3b, 3a)(좌측(3b)만 도시)에 의해 구동된다. 상부 선회체(10)는 하부 주행체(9) 상에 선회 가능하게 탑재되고, 선회 유압 모터(4)에 의해 선회 구동된다. 상부 선회체(10)에는, 원동기로서의 엔진(14)과, 엔진(14)에 의해 구동되는 유압 펌프 장치(2)를 구비하고 있다.1 is a perspective view showing a hydraulic excavator provided with an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention. As shown in Fig. 1, the hydraulic excavator is provided with a lower traveling body 9, an upper swing body 10 and a working device 15. The lower traveling body 9 has left and right crawler-type traveling devices, and is driven by left and right traveling hydraulic motors 3b and 3a (only the left 3b is shown). The upper swing body 10 is pivotably mounted on the lower travel body 9 and is pivotally driven by the swing hydraulic motor 4. The upper swing body 10 is provided with an engine 14 as a prime mover and a hydraulic pump device 2 driven by the engine 14.

작업 장치(15)는 상부 선회체(10)의 전방부에 부앙 가능하게 설치되어 있다. 상부 선회체(10)에는 운전실이 구비되고, 운전실 내에는 주행용 우측 조작 레버 장치(1a), 주행용 좌측 조작 레버 장치(1b), 작업 장치(15)의 동작 및 선회 동작을 지시하기 위한 우측 조작 레버 장치(1c), 좌측 조작 레버 장치(1d) 등의 조작 장치가 배치되어 있다.The working device 15 is installed so as to be able to float on the front part of the upper swing body 10. The upper swing body 10 is provided with a cab, and in the cab, a right operating lever device 1a for driving, a left operating lever device for driving 1b, and a right for instructing the operation and turning operation of the working device 15 The operation devices, such as the operation lever device 1c and the left operation lever device 1d, are arrange | positioned.

작업 장치(15)는, 붐(11), 아암(12), 버킷(8)을 갖는 다관절 구조이며, 붐(11)은 붐 실린더(5)의 신축에 의해 상부 선회체(10)에 대해 상하 방향으로 회전하고, 아암(12)은 아암 실린더(6)의 신축에 의해 붐(11)에 대해 상하 및 전후 방향으로 회전하고, 버킷(8)은 버킷 실린더(7)의 신축에 의해 아암(12)에 대해 상하 및 전후 방향으로 회전한다.The working device 15 is a multi-joint structure having a boom 11, an arm 12, and a bucket 8, and the boom 11 is relative to the upper swing body 10 by expansion and contraction of the boom cylinder 5 It rotates in the vertical direction, the arm 12 rotates in the vertical direction and the front-rear direction with respect to the boom 11 by the expansion and contraction of the arm cylinder 6, and the bucket 8 is the arm by the expansion and contraction of the bucket cylinder 7 ( It rotates up and down and forward and backward with respect to 12).

또한, 작업 장치(15)의 위치를 산출하기 위해, 하부 주행체(9)와 상부 선회체(10)의 연결부 근방에 설치되고, 상부 선회체(10)의 하부 주행체(9)에 대한 선회 각도를 검출하는 제1 각도 검출기(13a)와, 상부 선회체(10)와 붐(11)의 연결부 근방에 설치되고, 붐(11)의 수평면에 대한 각도(부앙 각도)를 검출하는 제2 각도 검출기(13b)와, 붐(11)과 아암(12)의 연결부 근방에 설치되고, 아암(12)의 각도를 검출하는 제3 각도 검출기(13c)와, 아암(12)과 버킷(8)의 연결부 근방에 설치되고, 버킷(8)의 각도를 검출하는 제4 각도 검출기(13d)를 구비하고 있다. 이들 제1 내지 제4 각도 검출기(13a∼13d)가 검출한 각도 신호는, 후술하는 메인 컨트롤러(100)에 입력되고 있다.In addition, in order to calculate the position of the working device 15, it is installed near the connecting portion of the lower traveling body 9 and the upper swing body 10, and the upper swing body 10 is rotated relative to the lower traveling body 9 A first angle detector (13a) for detecting the angle, and the second angle is installed in the vicinity of the connecting portion of the upper slewing body (10) and the boom (11), the angle of the boom (11) with respect to the horizontal surface (angular angle) The detector 13b and the third angle detector 13c installed near the connecting portion of the boom 11 and the arm 12 and detecting the angle of the arm 12, and the arm 12 and the bucket 8 It is provided in the vicinity of the connecting portion, and is provided with a fourth angle detector 13d that detects the angle of the bucket 8. The angle signals detected by the first to fourth angle detectors 13a to 13d are input to the main controller 100 described later.

컨트롤 밸브(20)는, 유압 펌프 장치(2)로부터 상술한 붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7), 좌우의 주행 유압 모터(3b, 3a) 등의 유압 액추에이터 각각에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 것이다.The control valve 20 is applied to each of hydraulic actuators such as the boom cylinder 5, the arm cylinder 6, the bucket cylinder 7, and the left and right traveling hydraulic motors 3b and 3a from the hydraulic pump device 2, respectively. It controls the flow (flow rate and direction) of the pressurized oil supplied.

도 2는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 건설 기계의 유압 구동 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 또한, 설명의 간략화를 위해, 본 발명의 실시 형태와 직접적으로 관계되지 않는 하부 주행체(9)에 관한 장치의 도시와 설명은 생략한다.2 is a conceptual diagram showing the configuration of a hydraulic drive system for a construction machine equipped with an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention. In addition, the illustration and description of the apparatus regarding the lower traveling body 9 which are not directly related to the embodiment of the present invention are omitted for simplification of the description.

도 2에 있어서, 유압 구동 장치는, 유압 펌프 장치(2)와, 선회용 유압 액추에이터인 선회 유압 모터(4)와, 작업 장치용 유압 액추에이터인 붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7)와, 우측 조작 레버 장치(1c)와, 좌측 조작 레버 장치(1d)와, 컨트롤 밸브(20)와, 파일럿 유압원(21)과, 전자기 비례 밸브(22a∼22h)와, 제1 내지 제4 각도 검출기(13a∼13d)와, 레이더 장치(32)를 구비하고 있다. 또한, 레이더 장치(32)는, 유압 셔블 근방의 진입물을 검출하는 진입물 검출 장치이다.In Fig. 2, the hydraulic drive system includes a hydraulic pump device 2, a turning hydraulic motor 4 as a hydraulic actuator for turning, and a boom cylinder 5, an arm cylinder 6, a bucket as a hydraulic actuator for working devices. The cylinder 7, the right operation lever device 1c, the left operation lever device 1d, the control valve 20, the pilot hydraulic source 21, the electromagnetic proportional valves 22a to 22h, and The first to fourth angle detectors 13a to 13d and a radar device 32 are provided. Further, the radar device 32 is an entry detection device that detects an entry near the hydraulic excavator.

유압 펌프 장치(2)는, 압유를 토출하고, 컨트롤 밸브(20)를 통해 선회 유압 모터(4)와 붐 실린더(5)와 아암 실린더(6)와 버킷 실린더(7)에 압유를 공급한다.The hydraulic pump device 2 discharges hydraulic oil and supplies hydraulic oil to the orbiting hydraulic motor 4, the boom cylinder 5, the arm cylinder 6, and the bucket cylinder 7 through the control valve 20.

컨트롤 밸브(20)는, 선회용 유압 액추에이터인 선회 유압 모터(4)에 공급하는 압유의 유량과 방향을 제어하는 선회용 컨트롤 밸브로서의 방향 제어 밸브와, 작업 장치용 유압 액추에이터인 붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7) 등에 공급하는 각각의 압유의 유량과 방향을 제어하는 작업 장치용 컨트롤 밸브로서의 각각의 방향 제어 밸브를 구비하고 있다. 각 방향 제어 밸브는, 모두 대응하는 전자기 비례(22a∼22h)로부터 공급되는 파일럿 압유에 의해 구동되어 동작한다.The control valve 20 includes a direction control valve as a swing control valve that controls the flow rate and direction of the hydraulic oil supplied to the swing hydraulic motor 4 which is a swing hydraulic actuator, and a boom cylinder 5 which is a hydraulic actuator for working devices. , Each directional control valve is provided as a control valve for a working device that controls the flow rate and direction of each hydraulic oil supplied to the arm cylinder 6, the bucket cylinder 7, and the like. Each directional control valve is driven and operated by pilot hydraulic oil supplied from the corresponding electromagnetic proportionals 22a to 22h.

전자기 비례 밸브(22a∼22h)는, 파일럿 유압원(21)으로부터 공급되는 파일럿 압유를 원압으로 하여, 메인 컨트롤러(100)로부터의 구동 신호에 따라서, 감압한 2차 파일럿 압유를 각 방향 제어 밸브의 조작부에 출력한다. 각 방향 제어 밸브와 전자기 비례 밸브의 관계는, 이하와 같이 정하고 있다. 붐 방향 제어 밸브는, 붐 상승 전자기 비례 밸브(22c)와 붐 하강 전자기 비례 밸브(22d)를 통해 조작부에 공급되는 파일럿 압유에 의해 구동되어 동작한다. 아암 방향 제어 밸브는, 아암 크라우드 전자기 비례 밸브(22e)와 아암 덤프 전자기 비례 밸브(22f)를 통해 조작부에 공급되는 파일럿 압유에 의해 구동되어 동작한다. 버킷 방향 제어 밸브는, 버킷 크라우드 전자기 비례 밸브(22g)와 버킷 덤프 전자기 비례 밸브(22h)를 통해 조작부에 공급되는 파일럿 압유에 의해 구동되어 동작한다. 선회 방향 제어 밸브는, 선회 우측 전자기 비례 밸브(22a)와 선회 좌측 전자기 비례 밸브(22b)를 통해 조작부에 공급되는 파일럿 압유에 의해 구동되어 동작한다.The electromagnetic proportional valves 22a to 22h use the pilot hydraulic pressure supplied from the pilot hydraulic source 21 as the source pressure, and the secondary pilot hydraulic pressure decompressed in accordance with the drive signal from the main controller 100 to each of the directional control valves. Output to the control panel. The relationship between each directional control valve and the electromagnetic proportional valve is defined as follows. The boom direction control valve is driven and operated by a pilot hydraulic pressure supplied to the operation portion through the boom rising electromagnetic proportional valve 22c and the boom falling electromagnetic proportional valve 22d. The arm directional control valve is driven and operated by pilot hydraulic pressure supplied to the operation portion through the arm crowd electromagnetic proportional valve 22e and the arm dump electromagnetic proportional valve 22f. The bucket direction control valve is driven and operated by pilot hydraulic pressure supplied to the operating portion through the bucket crowd electromagnetic proportional valve 22g and the bucket dump electromagnetic proportional valve 22h. The turning direction control valve is operated by being driven by pilot hydraulic oil supplied to the operating portion via the turning right electromagnetic proportional valve 22a and the turning left electromagnetic proportional valve 22b.

우측 조작 레버 장치(1c)는, 조작 레버의 조작량과 조작 방향에 따라서 전압 신호를, 붐 조작 신호, 버킷 조작 신호로서 메인 컨트롤러(100)에 출력한다. 마찬가지로, 좌측 조작 레버 장치(1d)는, 조작 레버의 조작량과 조작 방향에 따라서 전압 신호를, 선회 조작 신호, 아암 조작 신호로서 메인 컨트롤러(100)에 출력한다.The right operation lever device 1c outputs a voltage signal to the main controller 100 as a boom operation signal and a bucket operation signal according to the operation amount and operation direction of the operation lever. Similarly, the left operation lever device 1d outputs a voltage signal to the main controller 100 as a turning operation signal and an arm operation signal according to the operation amount and operation direction of the operation lever.

메인 컨트롤러(100)는, 우측 조작 레버 장치(1c)로부터 송신되는 붐 조작량 신호와 버킷 조작 신호, 좌측 조작 레버 장치(1d)로부터 송신되는 선회 조작 신호와 아암 조작량 신호, 제1 내지 제4 각도 검출기(13a∼13d)로부터 송신되는 선회 각도와 붐 각도와 아암 각도와 버킷 각도, 레이더 장치(32)로부터 송신되는 작업 영역 주변에서 검출한 진입물의 위치 정보, 정보 컨트롤러(200)로부터 송신되는 적재 목표 위치 신호를 입력하고, 이들 입력 신호에 따라서, 각 전자기 비례 밸브(22a∼22h)를 구동하는 지령 신호를 연산하여, 각각에 출력한다.The main controller 100 includes a boom operation amount signal and a bucket operation signal transmitted from the right operation lever device 1c, a rotation operation signal and an arm operation amount signal transmitted from the left operation lever device 1d, and the first to fourth angle detectors. Swivel angle, boom angle, arm angle and bucket angle transmitted from (13a to 13d), position information of the entry detected around the work area transmitted from the radar device 32, loading target position transmitted from the information controller 200 Signals are input, and according to these input signals, command signals for driving the respective electromagnetic proportional valves 22a to 22h are calculated and output to each.

또한, 정보 컨트롤러(200)에서 설정하는 적재 목표 위치 신호의 입력 방식은, 예를 들어 덤프 트럭에의 적재 위치를 각 유압 액추에이터 각각의 각도로서 수치로 입력하는 방식으로 해도 된다. 또한, 레이더 장치(32)의 진입물의 위치를 취득하는 수단은, 카메라나 밀리미터파 등이어도 된다. 정보 컨트롤러(200)와 레이더 장치(32)에서 행하는 연산은, 본 발명의 특징에 직접 관계되는 것은 아니므로, 그 설명을 생략한다.The input method of the load target position signal set by the information controller 200 may be, for example, a method of numerically inputting the load position to the dump truck as an angle of each hydraulic actuator. Further, the means for acquiring the position of the entry of the radar device 32 may be a camera or a millimeter wave. The operations performed by the information controller 200 and the radar device 32 are not directly related to the features of the present invention, and thus descriptions thereof are omitted.

다음으로, 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러(100)에 대해 도면을 사용하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 구성을 나타내는 개념도, 도 4a는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 유압 셔블의 평면을 나타냄과 함께 메인 컨트롤러의 연산 내용에 관한 적재 목표 위치와, 적재 목표 선회 각도, 적재 목표 높이, 작업 장치 높이의 하한을 설명하는 개념도, 도 4b는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구비한 유압 셔블의 정면을 나타냄과 함께 메인 컨트롤러의 연산 내용에 관한 적재 목표 위치와, 적재 목표 선회 각도, 적재 목표 높이, 작업 장치 높이의 하한을 설명하는 개념도이다.Next, the main controller 100 constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention will be described with reference to the drawings. 3 is a conceptual view showing the configuration of a main controller constituting an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention, and FIG. 4A shows a plane of a hydraulic excavator provided with an embodiment of a control device for a construction machine of the present invention. A conceptual diagram illustrating the lower limit of the loading target position, the loading target turning angle, the loading target height, and the working device height with respect to the calculation contents of the main controller, and FIG. 4B is provided with one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention. It is a conceptual diagram showing the front face of a hydraulic excavator and explaining a load target position, a load target turning angle, a load target height, and a lower limit of the work device height with respect to the calculation contents of the main controller.

도 3에 나타낸 바와 같이, 메인 컨트롤러(100)는, 작업 장치 목표 위치 설정부(110)와, 선회 정지 목표 각도 설정부(120)와, 작업 장치 목표 높이 설정부(130)와, 선회 정지 가부 판정부(140)와, 선회 제어부(150)와, 작업 장치 제어부(160)와, 간섭 회피 제어부(170)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 3, the main controller 100 includes a working device target position setting unit 110, a turning stop target angle setting unit 120, a working device target height setting unit 130, and a turning stop availability It is equipped with the determination part 140, the turning control part 150, the work apparatus control part 160, and the interference avoidance control part 170.

작업 장치 목표 위치 설정부(110)는, 정보 컨트롤러(200)로부터 송신되는 적재 목표 위치 신호를 기초로, 적재 목표 선회 각도와 적재 목표 높이를 연산하여, 산출한 적재 목표 선회 각도 신호를 선회 정지 목표 각도 설정부(120)와 작업 장치 목표 높이 설정부(130)에 출력하고, 적재 목표 높이 신호를 작업 장치 목표 높이 설정부(130)에 출력한다. 여기서, 작업 장치 목표 위치라 함은, 작업 장치의 선단(버킷(8))을 배치시키는 목표 위치이다.The work device target position setting unit 110 calculates the stacking target turning angle and the stacking target height based on the stacking target position signal transmitted from the information controller 200 to turn the calculated stacking target turning angle signal into a turning stop target The angle setting unit 120 and the working device target height setting unit 130 are output, and the loading target height signal is output to the working device target height setting unit 130. Here, the target position of the work device is a target position where the tip (bucket 8) of the work device is arranged.

선회 정지 목표 각도 설정부(120)는, 작업 장치 목표 위치 설정부(110)에서 산출한 적재 목표 선회 각도를 보정하여 선회 정지 목표 각도 신호를 연산하고, 산출한 선회 정지 목표 각도 신호를 선회 정지 가부 판정부(140)에 출력한다. 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에서 행하는 연산의 상세는 후술한다.The turning stop target angle setting unit 120 corrects the stacking target turning angle calculated by the working device target position setting unit 110 to calculate the turning stop target angle signal, and the calculated turning stop target angle signal is turned or stopped. Output to the determination unit 140. The details of the calculation performed by the turning stop target angle setting unit 120 will be described later.

작업 장치 목표 높이 설정부(130)는, 작업 장치 목표 위치 설정부(110)에서 산출한 적재 목표 선회 각도 신호와 적재 목표 높이 신호로부터, 작업 장치 높이의 하한값을 산출하고, 이것을 기초로 선회 각도에 따른 작업 장치 목표 높이를 연산하여, 산출한 작업 장치 목표 높이 신호를 작업 장치 제어부(160)에 출력한다.The working device target height setting unit 130 calculates a lower limit value of the working device height from the stacking target turning angle signal and the stacking target height signal calculated by the working device target position setting unit 110, and based on this, the turning angle The target device height is calculated, and the calculated target device height signal is output to the work device controller 160.

여기서, 적재 목표 위치와, 적재 목표 선회 각도, 적재 목표 높이, 작업 장치 높이의 하한에 대해, 도 4a와 도 4b를 사용하여 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 각각 유압 셔블의 평면도, 정면도이다.Here, the lower limit of the loading target position, the loading target turning angle, the loading target height, and the working device height will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. 4A and 4B are a top view and a front view of a hydraulic excavator, respectively.

도 4a와 도 4b에 있어서, 도면 중의 O점은, 유압 셔블의 하부 주행체(9)의 정면을 기준으로 한 좌표계의 원점이며, 유압 셔블의 선회축 상에서 붐 회전 축과 동일한 높이에 있다. 도면 중의 φ는, 하부 주행체(9)의 전진 방향에 대한 상부 선회체(10)의 정면 방향의 상대 각도인 선회 각도를 나타낸다.4A and 4B, the point O in the figure is the origin of the coordinate system based on the front face of the lower traveling body 9 of the hydraulic excavator, and is at the same height as the boom rotation axis on the pivot axis of the hydraulic excavator. Φ in the figure indicates a turning angle that is an angle relative to the front direction of the upper swing body 10 with respect to the forward direction of the lower travel body 9.

선회 각도 φ는, 하부 주행체(9)의 전진 방향에 대한 상부 선회체(10)의 정면 방향의 상대 각도이다. 또한, 도면 중의 A점은, 적재 목표 위치이며, 예를 들어 덤프 트럭의 짐받이 상방으로 설정되고, 도 4a 중의 φ*는 적재 목표 선회 각도를, 도 4b의 h*는 적재 목표 높이를 각각 나타낸다. 또한, 평면도인 도 4a에 있어서의 O점과 A점 사이의 거리를 L로 한다.The turning angle φ is a relative angle in the front direction of the upper swing body 10 with respect to the forward direction of the lower travel body 9. In addition, the point A in the figure is a loading target position, for example, is set above the loader of the dump truck, φ * in FIG. 4A represents a loading target turning angle, and h * in FIG. 4B represents a loading target height. In addition, let the distance between O point and A point in FIG. 4A which is a top view be L.

도면 중의 평면 S1은 작업 장치 높이의 하한이며, 도 4b에서는 파선부로 나타내고, 도 4a에서는 그라데이션부로 나타내고 있다. 평면 S1은 이하의 순서로 설정된다. 먼저, 도 4a에 있어서, A점을 포함하여 선회축과 평행하고, 또한 직선 OA와 수직으로 교차하는 평면을 S0으로 한다. 도 4b에 있어서, 평면 S0 상의 높이 h*의 직선을 축으로 하여, 평면 S0을 각도 θ만큼 기울여 생성된 평면 S1을 작업 장치 높이의 하한으로 설정한다.The plane S1 in the drawing is the lower limit of the working device height, and is indicated by the broken line in FIG. 4B and the gradation unit in FIG. The plane S1 is set in the following order. First, in Fig. 4A, a plane parallel to the pivot axis including point A and perpendicularly intersecting the straight line OA is set to S0. In FIG. 4B, the plane S1 generated by inclining the plane S0 by an angle θ is set as the lower limit of the working device height, using the straight line of the height h * on the plane S0 as an axis.

또한, 각도 θ는, 붐 상승의 최대 각속도 ωbmax에 대한 선회의 최대 각속도 ωsmax의 비를 기초로, 선회의 최대 각속도가 클수록 각도 θ를 크게 설정하는 것이 좋다. 예를 들어, 다음 식(1)을 사용하여 각도 θ를 설정해도 된다.Further, the angle θ is based on the ratio of the maximum angular velocity ωs max of turning on the maximum angular velocity ωb max of the boom up, as the maximum angular velocity of the swing is good to set larger the angle θ. For example, the angle θ may be set using the following equation (1).

Figure 112018043849450-pct00001
Figure 112018043849450-pct00001

작업 장치 목표 높이는, 선회 각도 φ와 거리 L을 사용하여 연산되는 B점으로부터, 선회축과 평행하게 평면 S1에 내린 선분과의 교점인 C점의 높이(도 4b 중의 hr)로서 연산된다.The target height of the work device is calculated from the point B calculated using the turning angle φ and the distance L as the height of the point C (hr in FIG. 4B), which is an intersection with the line segment lowered to the plane S1 parallel to the turning axis.

또한, 거리 L 대신에, 붐 각도, 아암 각도, 버킷 각도로부터 연산되는 버킷(8)의 선단부 등의 위치와 선회 축의 거리를 사용하여 작업 장치 목표 높이를 연산해도 된다.Further, instead of the distance L, the target height of the working device may be calculated using the position of the tip of the bucket 8 calculated from the boom angle, arm angle, and bucket angle, and the distance of the pivot axis.

도 3으로 되돌아가, 선회 정지 가부 판정부(140)는, 선회 정지 목표 각도 설정부(120)로부터의 선회 정지 목표 각도 신호와, 제1 각도 검출기(13a)로부터의 선회 각도 신호, 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도(부앙 각도) 신호, 제3 각도 검출기(13C)로부터의 아암 각도 신호를 입력하고, 입력 신호에 따라서 상부 선회체가 선회 정지 목표 각도에 도달하기 전에 선회 동작을 정지할 수 있는지 여부를 판정함과 함께, 선회 정지 각도 여유 신호 및 선회 정지 각도 편차 신호를 연산하여, 각각 선회 제어부(150) 및 작업 장치 제어부(160)에 출력한다. 선회 정지 가부 판정부(140)에서 행하는 연산의 상세는 후술한다.Returning to FIG. 3, the turning stop availability determining unit 140 includes a turning stop target angle signal from the turning stop target angle setting unit 120, a turning angle signal from the first angle detector 13a, and a second angle. The boom angle (angular angle) signal from the detector 13b and the arm angle signal from the third angle detector 13C are input, and the turning operation is stopped before the upper swing body reaches the turning stop target angle according to the input signal. While determining whether it is possible, the turning stop angle margin signal and the turning stop angle deviation signal are calculated and output to the turning control unit 150 and the work device control unit 160, respectively. The details of the operation performed by the turning stop availability determining unit 140 will be described later.

선회 제어부(150)는, 좌측 조작 레버 장치(1d)로부터의 선회 조작 신호와, 선회 정지 가부 판정부(140)로부터의 선회 정지 각도 여유 신호를 입력하고, 입력 신호에 따라서 선회 우측 구동 신호와 선회 좌측 구동 신호를 연산하고, 선회 정지 각도 여유 신호에 따른 보정을 행하여 출력하고, 선회 우측 전자기 비례 밸브(22a), 선회 좌측 전자기 비례 밸브(22b)를 구동한다. 선회 제어부(150)에서 행하는 연산의 상세는 후술한다.The turning control unit 150 inputs a turning operation signal from the left operation lever device 1d and a turning stop angle margin signal from the turning stop availability determination unit 140, and the turning right driving signal and turning according to the input signal The left driving signal is calculated, corrected and output according to the turning stop angle margin signal, and the turning right electromagnetic proportional valve 22a and the turning left electromagnetic proportional valve 22b are driven. The details of the operation performed by the turning control unit 150 will be described later.

작업 장치 제어부(160)는, 우측 조작 레버 장치(1c)로부터의 붐 조작량 신호 및 버킷 조작 신호와, 좌측 조작 레버 장치(1d)로부터의 아암 조작량 신호와, 작업 장치 목표 높이 설정부(130)로부터의 작업 장치 목표 높이 신호와, 선회 정지 가부 판정부(140)로부터의 선회 정지 각도 편차 신호와, 제1 각도 검출기(13a)로부터의 선회 각도 신호, 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도(부앙 각도) 신호, 제3 각도 검출기(13C)로부터의 아암 각도 신호, 제4 각도 검출기(13d)로부터의 버킷 각도 신호를 입력하고, 입력 신호에 따라서 붐 상승 구동 신호, 붐 하강 구동 신호, 아암 크라우드 구동 신호, 아암 덤프 구동 신호, 버킷 크라우드 구동 신호, 버킷 덤프 구동 신호를 연산하여 출력하고, 각각, 붐 상승 전자기 비례 밸브(22c), 붐 하강 전자기 비례 밸브(22d), 아암 크라우드 전자기 비례 밸브(22e), 아암 덤프 전자기 비례 밸브(22f), 버킷 크라우드 전자기 비례 밸브(22g), 버킷 덤프 전자기 비례 밸브(22h)를 구동한다. 또한, 작업 장치 목표 높이 신호와, 붐 각도 신호, 아암 각도 신호, 버킷 각도 신호로부터 연산되는 작업 장치 높이의 편차를 작업 장치 높이 편차 신호로서 연산하여, 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에 출력한다. 작업 장치 제어부(160)에서 행하는 연산의 상세는 후술한다.The work device control unit 160 is provided with a boom operation amount signal and a bucket operation signal from the right operation lever device 1c, an arm operation amount signal from the left operation lever device 1d, and a work device target height setting unit 130. The working device target height signal, the turning stop angle deviation signal from the turning stop availability determining unit 140, the turning angle signal from the first angle detector 13a, and the boom angle from the second angle detector 13b ( Boolean angle) signal, arm angle signal from the third angle detector 13C, bucket angle signal from the fourth angle detector 13d, and according to the input signal, the boom raising drive signal, the boom lowering drive signal, the arm crowd Drive signal, arm dump drive signal, bucket crowd drive signal, bucket dump drive signal are calculated and output, respectively, boom rising electromagnetic proportional valve 22c, boom falling electromagnetic proportional valve 22d, arm crowd And drives the magnetic proportional valve (22e), the arm dumping electromagnetic proportional valve (22f), the bucket crowd electromagnetic proportional valve (22g), the bucket dumping electromagnetic proportional valve (22h). Further, the deviation of the working device height calculated from the working device target height signal, the boom angle signal, the arm angle signal, and the bucket angle signal is calculated as the working device height deviation signal, and output to the turning stop target angle setting unit 120 . Details of operations performed by the work device control unit 160 will be described later.

간섭 회피 제어부(170)는, 레이더 장치(32)로부터의 진입물의 위치 정보와, 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도 신호, 제3 각도 검출기(13C)로부터의 아암 각도 신호, 제4 각도 검출기(13d)로부터의 버킷 각도 신호를 입력하고, 진입물 위치 정보를 수신한 경우, 진입물의 위치에 기초하여 긴급 정지 목표 각도 신호를 연산하여 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에 출력한다. 또한, 진입물 위치 정보의 높이 정보와, 붐 각도, 아암 각도, 버킷 각도로부터 연산되는 작업 장치의 높이를 비교하여, 작업 장치의 높이의 쪽이 충분히 높은 경우는 긴급 정지 목표 각도 신호의 출력을 정지하도록 해도 된다. 또한, 이때, 작업 장치 목표 높이를 진입물의 높이 이상으로 유지하기 위해, 작업 장치 목표 높이 설정부(130)에 지시 신호를 출력하도록 구성해도 된다.The interference avoidance control unit 170 includes the position information of the entry from the radar device 32, the boom angle signal from the second angle detector 13b, the arm angle signal from the third angle detector 13C, and the fourth angle When inputting the bucket angle signal from the detector 13d and receiving the entry position information, the emergency stop target angle signal is calculated based on the position of the entry and output to the turning stop target angle setting unit 120. Further, the height information of the entry position information is compared with the height of the work device calculated from the boom angle, arm angle, and bucket angle, and when the height of the work device is sufficiently high, the output of the emergency stop target angle signal is stopped. You may do it. In addition, at this time, in order to maintain the target height of the target device, the target device height setting unit 130 may be configured to output an indication signal.

다음으로, 선회 정지 목표 각도 설정부(120)의 연산의 상세를 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5는, 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 선회 정지 목표 각도 설정부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다. 선회 정지 목표 각도 설정부(120)는, 적재 목표 선회 각도 φ를 기초로 선회 정지 목표 각도를 연산한다. 선회 정지 목표 각도 설정부(120)는, 함수 발생기(121)와 감산기(122)와 선택기(123)를 구비하고 있다.Next, details of the calculation of the turning stop target angle setting unit 120 will be described with reference to FIG. 5. 5 is a control block diagram showing an example of the calculation contents of the turning stop target angle setting unit of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention. The turning stop target angle setting unit 120 calculates the turning stop target angle based on the loading target turning angle φ. The turning stop target angle setting unit 120 includes a function generator 121, a subtractor 122, and a selector 123.

함수 발생기(121)는, 작업 장치 제어부(160)로부터 작업 장치 높이 편차 신호를 입력하고, 미리 설정한 맵에 의해, 작업 장치 높이 편차 신호에 따른 보정량 신호를 연산하여, 감산기(122)에 출력한다. 감산기(122)는, 작업 장치 목표 위치 설정부(110)로부터의 적재 목표 선회 각도 신호로부터 보정량 신호를 감산하여 선회 정지 목표 각도를 연산하고, 선택기(123)에 출력한다. 예를 들어, 작업 장치 높이가 작업 장치 목표 높이보다 낮은 경우에는, 편차 신호가 커지고, 보정량도 커지므로, 감산기(122)의 출력인 선회 정지 목표 각도는 작아진다. 이것에 의해 작업 장치와 덤프 트럭 등의 간섭을 피할 수 있다.The function generator 121 inputs a work device height deviation signal from the work device control unit 160, calculates a correction amount signal according to the work device height deviation signal based on a preset map, and outputs it to the subtractor 122. . The subtracter 122 subtracts the correction amount signal from the loading target turning angle signal from the work apparatus target positioning unit 110, calculates the turning stop target angle, and outputs it to the selector 123. For example, when the working device height is lower than the working device target height, the deviation signal increases and the correction amount increases, so the turning stop target angle, which is the output of the subtractor 122, becomes small. This can avoid interference between the work device and the dump truck.

선택기(123)는, 감산기(122)로부터의 선회 정지 목표 각도 신호와 간섭 회피 제어부(170)로부터의 긴급 정지 목표 각도 신호를 입력하고, 긴급 정지 목표 각도 신호가 입력되어 있지 않을 때, 감산기(122)로부터의 선회 정지 목표 각도 신호를 선택하여 출력하고, 긴급 정지 목표 각도 신호가 입력된 경우에는 이 신호를 선택하여 출력한다. 이 연산에 의해, 진입물의 위치에 따른 선회 정지 목표 각도가 설정되므로, 진입물과의 간섭을 피할 수 있다.The selector 123 inputs the turning stop target angle signal from the subtractor 122 and the emergency stop target angle signal from the interference avoidance control unit 170, and when the emergency stop target angle signal is not input, the subtracter 122 Select and output the turning stop target angle signal from), and when an emergency stop target angle signal is input, select and output this signal. By this calculation, the turning stop target angle is set according to the position of the entry, so that interference with the entry can be avoided.

다음으로, 선회 정지 가부 판정부(140)의 연산의 상세를 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 선회 정지 가부 판정부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다. 선회 정지 가부 판정부(140)는, 선회 정지 목표 각도와 선회 각도를 기초로, 상부 선회체가 선회 정지 목표 각도에 도달하기 전에 선회 동작을 정지할 수 있는지 여부를 판정하고, 선회 정지 각도 여유 신호 및 선회 정지 각도 편차 신호를 연산한다. 선회 정지 가부 판정부(140)는, 미분기(1401)와 연산기(1402)와 제1 가산기(1403)와 제2 가산기(1404)와 제1 삼각 함수 연산기(1405)와 제2 삼각 함수 연산기(1406)와 함수 발생기(1407)와 제1 감산기(1408)와 부호 함수 연산기(1409)와 승산기(1410)와 제2 감산기(1411)와 제1 추출 연산기(1412)와 제2 추출 연산기(1413)를 구비하고 있다.Next, the details of the operation of the turning stop availability determining unit 140 will be described with reference to FIG. 6. 6 is a control block diagram showing an example of the calculation contents of the turning stop availability determining unit of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention. The turning stop availability determining unit 140 determines whether the turning operation can be stopped before the upper turning body reaches the turning stop target angle based on the turning stop target angle and the turning angle, and the turning stop angle margin signal and The turning stop angle deviation signal is calculated. The turning stop availability determining unit 140 includes a differentiator 1401, an operator 1402, a first adder 1403, a second adder 1404, a first trigonometric function operator 1405, and a second trigonometric function operator 1406. ) And function generator 1407, first subtractor 1408, sign function operator 1409, multiplier 1410, second subtractor 1411, first extraction operator 1412, and second extraction operator 1413. I have it.

미분기(1401)는, 제1 각도 검출기(13a)로부터의 선회 각도 신호를 입력하고, 미분 연산함으로써, 선회 각속도 신호를 산출하여 연산기(1402)와 부호 함수 연산기(1409)에 출력한다.The differentiator 1401 inputs the turning angle signal from the first angle detector 13a, calculates the turning angular velocity signal by differential calculation, and outputs the turning angular velocity signal to the operator 1402 and the sign function operator 1409.

제1 가산기(1403)는, 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도 신호와 제3 각도 검출기(13c)로부터의 아암 각도 신호를 입력하고, 가산 연산한 신호를 제2 삼각 함수 연산기(1406)에 출력한다. 제1 삼각 함수 연산기(1405)는, 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도 신호를 입력하고 삼각 함수 연산하여 붐의 신장량을 연산하여 제2 가산기(1404)에 출력한다. 제2 삼각 함수 연산기(1406)는, 제1 가산기(1403)로부터의 붐 각도와 아암 각도의 가산 신호를 입력하고 삼각 함수 연산하여 아암 단독의 신장량을 연산하여 제2 가산기(1404)에 출력한다. 제2 가산기(1404)는, 붐의 신장량 신호와 아암 단독의 신장량 신호를 입력하고, 가산 연산하여 아암 신장량 신호를 함수 발생기(1407)에 출력한다. 함수 발생기(1407)는, 제2 가산기(1404)로부터 아암 신장량 신호를 입력하고, 미리 설정한 맵에 의해, 아암 신장량 신호에 따른 관성 모멘트 신호 J를 추정 연산하여, 연산기(1402)에 출력한다.The first adder 1403 inputs the boom angle signal from the second angle detector 13b and the arm angle signal from the third angle detector 13c, and adds the calculated signal to the second trigonometric function operator 1406. Output to The first trigonometric function calculator 1405 inputs the boom angle signal from the second angle detector 13b, calculates the amount of extension of the boom by performing trigonometric functions, and outputs it to the second adder 1404. The second trigonometric function calculator 1406 inputs an addition signal of the boom angle and arm angle from the first adder 1403, calculates the amount of elongation of the arm alone by performing trigonometric functions, and outputs it to the second adder 1404. The second adder 1404 inputs the amount of extension signal of the boom and the amount of extension signal of the arm alone, and adds the calculation to output the signal of the amount of arm extension to the function generator 1407. The function generator 1407 inputs the arm extension amount signal from the second adder 1404, estimates and calculates the inertia moment signal J according to the arm extension amount signal using a preset map, and outputs it to the operator 1402.

연산기(1402)는, 미분기(1401)로부터의 선회 각속도 신호와 함수 발생기(1407)로부터의 관성 모멘트 신호를 입력하고, 다음 식(2)를 사용하여 선회 최단 정지 각도 신호 A를 연산하여 제2 감산기(1411)에 출력한다. 또한, 선회 최단 정지 각도 신호 A는, 관성에 의한 선회 정지 각도의 증가량의 최솟값이다.The calculator 1402 inputs the turning angular velocity signal from the differentiator 1401 and the moment of inertia from the function generator 1407, and calculates the shortest turning angle signal A using the following equation (2) to calculate the second subtractor. (1411). In addition, the turning shortest stop angle signal A is the minimum value of the increase amount of the turning stop angle by inertia.

Figure 112018043849450-pct00002
Figure 112018043849450-pct00002

여기서, ω는 미분기(1401)로부터의 선회 각속도 신호, Tmax는 선회 유압 모터(4)에서 발생할 수 있는 토크의 최댓값이며, 선회 유압 모터(4)의 용적, 릴리프압 등을 기초로 설정한다. 또한, J는 함수 발생기(1407)로부터의 선회 관성 모멘트 신호이다.Here, ω is the turning angular velocity signal from the differentiator 1401, T max is the maximum value of torque that can occur in the turning hydraulic motor 4, and is set based on the volume, relief pressure, and the like of the turning hydraulic motor 4. Further, J is a turning moment of inertia signal from the function generator 1407.

제1 감산기(1408)는, 선회 정지 목표 각도 설정부(120)로부터의 선회 정지 목표 각도 신호와 제1 각도 검출기(13a)로부터의 선회 각도 신호를 입력하고, 편차를 연산하여 승산기(1410)에 출력한다. 부호 함수(1409)는, 미분기(1401)로부터의 선회 각속도 신호를 입력하고, 입력 신호의 부호(플러스 또는 마이너스)를 연산하여 승산기(1410)에 출력한다.The first subtractor 1408 inputs the turning stop target angle signal from the turning stop target angle setting unit 120 and the turning angle signal from the first angle detector 13a, calculates the deviation, and calculates the deviation to the multiplier 1410. Output. The sign function 1409 inputs the turning angular velocity signal from the differentiator 1401, calculates the sign (plus or minus) of the input signal, and outputs it to the multiplier 1410.

승산기(1410)는, 제1 감산기(1408)로부터의 편차 신호와 부호 함수(1409)로부터의 부호 신호를 입력하고, 입력 신호를 승산함으로써 현재의 선회 각도에 대한 선회 정지 목표 각도의 상대값 신호를 산출한다. 산출한 현재의 선회 각도에 대한 선회 정지 목표 각도의 상대값 신호는, 제2 감산기(1411)에 출력한다.The multiplier 1410 inputs the deviation signal from the first subtractor 1408 and the sign signal from the sign function 1409, and multiplies the input signal to obtain a signal that is relative to the current turning angle relative to the current turning angle. Calculate. The relative value signal of the turning stop target angle with respect to the calculated current turning angle is output to the second subtractor 1411.

제2 감산기(1411)는, 연산기(1402)로부터의 선회 최단 정지 각도 신호와 승산기(1410)로부터의 현재의 선회 각도에 대한 선회 정지 목표 각도의 상대값 신호를 입력하고, 이것들의 편차를 연산하여 제1 추출 연산기(1412)와 제2 추출 연산기(1413)에 출력한다.The second subtractor 1411 inputs the relative shortest stop angle signal from the calculator 1402 and the relative value signal of the turning stop target angle with respect to the current turning angle from the multiplier 1410, and calculates these deviations It outputs to the 1st extraction operator 1412 and the 2nd extraction operator 1413.

제1 추출 연산기(1412)는, 제2 감산기(1411)로부터의 편차 신호를 입력하고, 입력 신호가 마이너스인 경우에 입력 신호의 절댓값을 연산하여 출력한다. 제2 감산기(1411)로부터의 편차 신호가 마이너스라 함은, 선회 최단 정지 각도의 쪽이 현재의 선회 각도에 대한 선회 정지 목표 각도의 상대값 신호보다 작은 경우이고, 이때는, 선회 정지 목표 각도까지 선회 정지 가능하다고 판단하여, 편차 신호의 마이너스의 값의 절댓값을 선회 정지 각도 여유 신호로서 추출하고, 선회 제어부(150)에 출력한다.The first extraction operator 1412 inputs a deviation signal from the second subtractor 1411, and calculates and outputs an absolute value of the input signal when the input signal is negative. The deviation signal from the second subtractor 1411 is negative, when the side of the shortest stop angle is smaller than the relative value signal of the turning stop target angle with respect to the current turning angle, and in this case, turning to the turning stop target angle It is determined that it is possible to stop, and the absolute value of the negative value of the deviation signal is extracted as the turning stop angle margin signal, and output to the turning control unit 150.

제2 추출 연산기(1413)는, 제2 감산기(1411)로부터의 편차 신호를 입력하고, 입력 신호가 플러스인 경우에 입력 신호의 절댓값을 연산하여 출력한다. 제2 감산기(1411)로부터의 편차 신호가 플러스라 함은, 선회 최단 정지 각도의 쪽이 현재의 선회 각도에 대한 선회 정지 목표 각도의 상대값 신호보다 큰 경우이며, 이때는, 선회 정지 목표 각도까지 선회 정지 불가능하다고 판단하여, 편차 신호의 플러스의 값을 선회 정지 각도 편차 신호로서 추출하여, 작업 장치 제어부(160)에 출력한다.The second extraction operator 1413 inputs the deviation signal from the second subtractor 1411, and calculates and outputs the absolute value of the input signal when the input signal is positive. A positive deviation signal from the second subtractor 1411 is a case in which the turning shortest stop angle is greater than the relative value signal of the turning stop target angle relative to the current turning angle, and in this case, turning to the turning stop target angle It is determined that it is impossible to stop, and a positive value of the deviation signal is extracted as the turning stop angle deviation signal, and output to the work device control unit 160.

다음으로, 선회 제어부(150)의 연산의 상세를 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 선회 제어부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다. 선회 제어부(150)는, 선회 조작 신호와 선회 정지 각도 여유 신호에 따라서 선회 우측 구동 신호와 선회 좌측 구동 신호를 연산한다. 선회 제어부(150)는, 제1 함수 발생기(151)와 제2 함수 발생기(152)와 제3 함수 발생기(153)와 제1 제한기(154)와 제2 제한기(155)를 구비하고 있다.Next, details of the operation of the turning control unit 150 will be described with reference to FIG. 7. It is a control block diagram which shows an example of the calculation content of the turning control part of the main controller which comprises one Embodiment of the control device of the construction machine of this invention. The turning control unit 150 calculates the turning right driving signal and the turning left driving signal according to the turning operation signal and the turning stop angle margin signal. The turning control unit 150 includes a first function generator 151, a second function generator 152, a third function generator 153, a first limiter 154, and a second limiter 155. .

제1 함수 발생기(151)는, 좌측 조작 레버 장치(1d)로부터의 선회 조작 신호를 입력하고, 미리 설정된 구동 신호 맵에 의해, 선회 조작 신호에 따른 선회 우측 구동 신호를 연산하여, 제1 제한기(154)에 출력한다. 마찬가지로, 제2 함수 발생기(152)는, 좌측 조작 레버 장치(1d)로부터의 선회 조작 신호를 입력하고, 미리 설정된 구동 신호 맵에 의해, 선회 조작 신호에 따른 선회 좌측 구동 신호를 연산하여, 제2 제한기(155)에 출력한다.The first function generator 151 inputs a turning operation signal from the left operation lever device 1d, and calculates a turning right driving signal according to the turning operation signal according to a preset driving signal map, so that the first limiter (154). Similarly, the second function generator 152 inputs the turning operation signal from the left operation lever device 1d, and calculates the turning left driving signal according to the turning operation signal according to a preset driving signal map, thereby generating a second Output to the limiter 155.

제3 함수 발생기(153)는, 선회 정지 가부 판정부(140)로부터의 선회 정지 각도 여유 신호를 입력하고, 미리 설정된 신호 상한 맵에 의해, 선회 정지 각도 여유 신호에 따른 선회 구동 신호 상한 신호를 연산하여, 제1 및 제2 제한기(154, 155)에 출력한다.The third function generator 153 inputs a turning stop angle margin signal from the turning stop availability determining unit 140 and calculates a turning drive signal upper limit signal according to the turning stop angle margin signal using a preset signal upper limit map. Thus, it outputs to the first and second limiters 154 and 155.

제1 제한기(154)는, 제1 함수 발생기(151)로부터의 선회 우측 구동 신호와 제3 함수 발생기(153)로부터의 선회 구동 신호 상한 신호를 입력하고, 선회 구동 신호 상한 신호 이하로 제한한 선회 우측 구동 신호를 출력한다. 마찬가지로, 제2 제한기(155)는, 제2 함수 발생기(152)로부터의 선회 좌측 구동 신호와 제3 함수 발생기(153)로부터의 선회 구동 신호 상한 신호를 입력하고, 선회 구동 신호 상한 신호 이하로 제한한 선회 좌측 구동 신호를 출력한다. 또한, 제3 함수 발생기(153)의 신호 상한 맵은, 선회 정지 각도 여유가 정방향으로 클수록 선회 구동 신호 상한이 커지도록 설정되어 있다. 그 때문에, 선회 정지 각도 여유 신호가 크면 선회 우측 구동 신호 및 선회 좌측 구동 신호가 제한되는 일 없이 출력되고, 선회 정지 각도 여유 신호가 작아질수록 선회 우측 구동 신호 및 선회 좌측 구동 신호가 작게 제한되어, 선회가 감속된다.The first limiter 154 inputs the turning right driving signal from the first function generator 151 and the turning driving signal upper limit signal from the third function generator 153, and is limited to below the turning driving signal upper limit signal. The turning right driving signal is output. Similarly, the second limiter 155 inputs the turning left driving signal from the second function generator 152 and the turning driving signal upper limit signal from the third function generator 153, and is equal to or less than the turning driving signal upper limit signal. The limited turning left driving signal is output. In addition, the signal upper limit map of the third function generator 153 is set such that the larger the turning stop angle margin in the forward direction, the larger the turning driving signal upper limit. Therefore, if the turning stop angle margin signal is large, the turning right driving signal and the turning left driving signal are output without being limited, and as the turning stopping angle margin signal becomes smaller, the turning right driving signal and turning left driving signal are limited. The turn is slowed.

다음으로, 작업 장치 제어부(160)의 연산의 상세를 도 8을 사용하여 설명한다. 도 8은, 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 작업 장치 제어부의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 메인 컨트롤러(100)의 작업 장치 제어부(160)는, 요구 속도 연산부(161)와, 속도 운동학 좌표 변환부(162)와, 위치 운동학 좌표 변환부(163)와, 높이 방향 제어 속도 연산부(164)와, 반경 방향 제어 속도 연산부(165)와, 목표 속도 연산부(166)와, 속도 역운동학 좌표 변환부(167)와, 전자기 밸브 구동 신호 제어부(168)를 구비하고 있다.Next, details of the operation of the work device control unit 160 will be described with reference to FIG. 8. 8 is a conceptual diagram showing the configuration of a work unit control unit of a main controller constituting one embodiment of a control device for a construction machine according to the present invention. As shown in FIG. 8, the work device control unit 160 of the main controller 100 includes a requested speed calculation unit 161, a speed kinematics coordinate conversion unit 162, a position kinematics coordinate conversion unit 163, and a height. A direction control speed calculation unit 164, a radial control speed calculation unit 165, a target speed calculation unit 166, a speed inverse kinematics coordinate conversion unit 167, and an electromagnetic valve drive signal control unit 168 are provided. .

요구 속도 연산부(161)는, 우측 조작 레버 장치(1c)로부터의 붐 조작량 신호 및 버킷 조작 신호와 좌측 조작 레버 장치(1d)로부터의 아암 조작량 신호를 입력하고, 각각 붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7)에의 요구 속도로서 각각 붐 요구 속도 신호, 아암 요구 속도 신호, 버킷 요구 속도 신호를 연산하여, 속도 운동학 좌표 변환부(162)에 출력한다.The requested speed calculating section 161 inputs the boom operation amount signal and the bucket operation signal from the right operation lever device 1c and the arm operation amount signal from the left operation lever device 1d, respectively, the boom cylinder 5 and the arm cylinder. (6) The boom request speed signal, the arm request speed signal, and the bucket request speed signal are calculated as required speeds to the bucket cylinder 7, respectively, and output to the speed kinematics coordinate converter 162.

속도 운동학 좌표 변환부(162)는, 상술한 각 요구 속도 신호 외에 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도 신호와, 제3 각도 검출기(13c)로부터의 아암 각도 신호와, 제4 각도 검출기(13d)로부터의 버킷 각도 신호를 입력하고, 각 각도 신호를 기초로 공지의 운동학 좌표 변환을 행함으로써, 각 요구 속도 신호로부터 작업 장치의 반경 방향 요구 속도 신호와 높이 방향 요구 속도 신호와 작업 장치 요구 각속도 신호를 연산하여, 목표 속도 연산부(166)에 출력한다.The velocity kinematic coordinate conversion unit 162 includes, in addition to the above-mentioned angle required speed signal, the boom angle signal from the second angle detector 13b, the arm angle signal from the third angle detector 13c, and the fourth angle detector ( By inputting the bucket angle signal from 13d) and performing known kinematic coordinate conversion based on each angle signal, the radial request speed signal of the working device and the requested speed signal of the height direction and the required angular speed of the working device are obtained from each required speed signal. The signal is calculated and output to the target speed calculating unit 166.

위치 운동학 좌표 변환부(163)는, 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도 신호와, 제3 각도 검출기(13C)로부터의 아암 각도 신호와, 제4 각도 검출기(13d)로부터의 버킷 각도 신호를 입력하고, 공지의 운동학 좌표 변환을 행함으로써, 작업 장치 높이 신호를 연산하여, 높이 방향 제어 속도 연산부(164)에 출력한다. 높이 방향 제어 속도 연산부(164)는, 작업 장치 높이 신호 외에 작업 장치 목표 높이 설정부(130)로부터 작업 장치 목표 높이 신호를 입력하고, 입력 신호를 기초로 높이 방향 제어 속도 신호와 작업 장치 높이 편차 신호를 연산하여, 높이 방향 제어 속도 신호를 목표 속도 연산부(166)에, 작업 장치 높이 편차 신호를 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에 각각 출력한다. 높이 방향 제어 속도 연산부(164)에서 행하는 연산의 상세는 후술한다.The position kinematic coordinate conversion unit 163 includes a boom angle signal from the second angle detector 13b, an arm angle signal from the third angle detector 13C, and a bucket angle signal from the fourth angle detector 13d. By inputting and performing known kinematic coordinate conversion, the working device height signal is calculated and output to the height direction control speed calculating unit 164. The height direction control speed calculating unit 164 inputs the work device target height signal from the work device target height setting unit 130 in addition to the work device height signal, and the height direction control speed signal and the work device height deviation signal based on the input signal. Is calculated, and outputs the height direction control speed signal to the target speed calculating unit 166 and the working device height deviation signal to the turning stop target angle setting unit 120. The details of the calculation performed by the height direction control speed calculating section 164 will be described later.

반경 방향 제어 속도 연산부(165)는, 선회 정지 가부 판정부(140)로부터의 선회 정지 각도 편차 신호와 제1 각도 검출기(13a)로부터의 선회 각도 신호를 입력하고, 입력 신호에 기초하여 반경 방향 제어 속도 신호를 연산하여, 목표 속도 연산부(166)에 출력한다. 반경 방향 제어 속도 연산부(165)에서 행하는 연산의 상세는 후술한다.The radial control speed calculating unit 165 inputs the turning stop angle deviation signal from the turning stop availability determining unit 140 and the turning angle signal from the first angle detector 13a, and controls the radial direction based on the input signal. The speed signal is calculated and output to the target speed calculating unit 166. The details of the calculation performed by the radial control speed calculating section 165 will be described later.

목표 속도 연산부(166)는, 속도 운동학 좌표 변환부(162)로부터의 작업 장치의 반경 방향 요구 속도 신호와 높이 방향 요구 속도 신호와 작업 장치 요구 각속도 신호와, 높이 방향 제어 속도 연산부(164)로부터의 높이 방향 제어 속도 신호와, 반경 방향 제어 속도 연산부(165)로부터의 반경 방향 제어 속도 신호를 입력하고, 입력 신호에 기초하여 반경 방향 목표 속도 신호, 높이 방향 목표 속도 신호, 작업 장치 목표 각속도 신호를 연산하여, 속도 역운동학 좌표 변환부(167)에 출력한다. 목표 속도 연산부(166)에서 행하는 연산의 상세는 후술한다.The target speed calculating unit 166 includes the radial request speed signal of the working device from the speed kinematics coordinate converting unit 162, the requested speed signal of the height direction, the angular speed signal of the working device request, and the height direction control speed calculating unit 164. The height direction control speed signal and the radial control speed signal from the radial control speed calculation unit 165 are input, and the radial target speed signal, the height target speed signal, and the working device target angular speed signal are calculated based on the input signal. Then, it outputs to the velocity inverse kinematics coordinate converter 167. The details of the calculation performed by the target speed calculating section 166 will be described later.

속도 역운동학 좌표 변환부(167)는, 상술한 각 목표 속도 신호(목표 각속도 신호) 외에 제2 각도 검출기(13b)로부터의 붐 각도 신호와, 제3 각도 검출기(13C)로부터의 아암 각도 신호와, 제4 각도 검출기(13d)로부터의 버킷 각도 신호를 입력하고, 각 각도 신호를 기초로 공지의 역운동학 좌표 변환을 행함으로써, 반경 방향 목표 속도 신호, 높이 방향 목표 속도 신호, 작업 장치 목표 각속도 신호로부터 붐 목표 속도 신호, 아암 목표 속도 신호, 버킷 목표 속도 신호를 연산하여, 전자기 밸브 구동 신호 제어부(168)에 출력한다.The speed inverse kinematics coordinate conversion unit 167 includes a boom angle signal from the second angle detector 13b and an arm angle signal from the third angle detector 13C, in addition to the above-described respective target speed signals (target angular velocity signals). , By inputting the bucket angle signal from the fourth angle detector 13d and performing known inverse kinematic coordinate transformation based on each angle signal, the radial target speed signal, the height target speed signal, and the working device target angular speed signal From this, the boom target speed signal, arm target speed signal, and bucket target speed signal are calculated and output to the electromagnetic valve drive signal control unit 168.

전자기 밸브 구동 신호 제어부(168)는, 붐 목표 속도, 아암 목표 속도, 버킷 목표 속도에 따라서, 붐 상승 구동 신호, 붐 하강 구동 신호, 아암 크라우드 구동 신호, 아암 덤프 구동 신호, 버킷 크라우드 구동 신호, 버킷 덤프 구동 신호를 생성한다.The electromagnetic valve drive signal control unit 168, according to the boom target speed, arm target speed, bucket target speed, the boom raising drive signal, boom lowering drive signal, arm crowd drive signal, arm dump drive signal, bucket crowd drive signal, bucket Generate a dump drive signal.

다음으로, 높이 방향 제어 속도 연산부(164)에서 행하는 연산의 상세를 도 9를 사용하여 설명한다. 도 9는, 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 높이 방향 제어 속도 연산부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다. 높이 방향 제어 속도 연산부(164)는, 작업 장치 목표 높이 신호와 작업 장치 높이 신호를 기초로 작업 장치 높이 편차 등을 연산한다. 높이 방향 제어 속도 연산부(164)는, 감산기(1641)와 승산기(1642)를 구비하고 있다.Next, details of the calculation performed by the height direction control speed calculating unit 164 will be described with reference to FIG. 9. 9 is a control block diagram showing an example of the calculation contents of the height direction control speed calculating unit of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention. The height direction control speed calculating unit 164 calculates a work device height deviation based on the work device target height signal and the work device height signal. The height direction control speed calculating unit 164 includes a subtractor 1641 and a multiplier 1642.

감산기(1641)는, 작업 장치 목표 높이 설정부(130)로부터의 작업 장치 목표 높이 신호와 위치 운동학 좌표 변환부(163)로부터의 작업 장치 높이 신호를 입력하고, 편차 신호를 연산하여 승산기(1642)와 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에 출력한다. 승산기(1642)는, 입력 신호인 편차 신호에 게인 Kh를 승산하여 높이 방향 제어 속도 신호를 연산하여 목표 속도 연산부(166)에 출력한다. 게인 Kh는, 공지의 피드백 제어의 P 게인이고, 작업 장치 높이 편차 신호가 클수록, 작업 장치를 상승시키는 방향으로 높이 방향 제어 속도 신호가 커지도록 설정한다.The subtractor 1641 inputs the work device target height signal from the work device target height setting unit 130 and the work device height signal from the position kinematics coordinate conversion unit 163, calculates the deviation signal, and multipliers 1642 And outputs to the turning stop target angle setting unit 120. The multiplier 1642 multiplies the gain Kh by the deviation signal, which is an input signal, calculates the height direction control speed signal, and outputs it to the target speed calculating unit 166. The gain Kh is a P gain of a known feedback control, and it is set so that the height direction control speed signal increases in the direction in which the work device is raised as the height deviation signal of the work device increases.

다음으로, 반경 방향 제어 속도 연산부(165)에서 행하는 연산의 상세를 도 10을 사용하여 설명한다. 도 10은, 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 반경 방향 제어 속도 연산부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다. 반경 방향 제어 속도 연산부(165)는, 선회 정지 각도 편차 신호에 게인 Kr을 승산하여 반경 방향 제어 속도 신호를 연산하여, 소정의 조건이 성립된 경우에 목표 속도 연산부(166)에 출력한다. 반경 방향 제어 속도 연산부(165)는, 승산기(1651)와 제1 판정기(1652)와 조건부 접속기(1653)와 미분기(1654)와 제2 판정기(1655)와 논리곱 연산기(1656)와 논리합 연산기(1657)를 구비하고 있다.Next, the details of the calculation performed by the radial control speed calculating section 165 will be described with reference to FIG. 10. 10 is a control block diagram showing an example of the calculation contents of the radial control speed calculating unit of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention. The radial control speed calculating unit 165 multiplies the gain Kr by the turning stop angle deviation signal to calculate the radial control speed signal, and outputs it to the target speed calculating unit 166 when a predetermined condition is satisfied. The radial control speed calculating unit 165 is logically combined with the multiplier 1661, the first determiner 1652, the conditional connector 1653, the differentiator 1654, the second determiner 1655, and the logical product operator 1656. It has a calculator 1657.

승산기(1651)는, 선회 정지 가부 판정부(140)로부터의 선회 정지 각도 편차 신호를 입력하고 게인 Kr을 승산하여 반경 방향 제어 속도 신호를 연산하여 조건부 접속기(1653)에 출력한다. 제1 판정기(1652)는, 선회 정지 각도 편차 신호를 입력하고, 입력 신호가 플러스라고 판정한 경우에 논리 신호 1을 논리합 연산기(1657)에 출력한다.The multiplier 1661 inputs the turning stop angle deviation signal from the turning stop availability determining unit 140, multiplies the gain Kr to calculate the radial control speed signal, and outputs it to the conditional connector 1653. The first determiner 1652 inputs the turning stop angle deviation signal, and outputs the logic signal 1 to the OR operator 1657 when it determines that the input signal is positive.

논리합 연산기(1657)는, 논리곱 연산기(1656)의 출력과 제1 판정기(1652)의 출력을 입력하고, 논리합 신호를 조건부 접속기(1653)와 논리곱 연산기(1656)에 출력한다. 조건부 접속기(1653)는, 승산기(1651)로부터의 반경 방향 제어 속도 신호와 논리합 연산기(1657)로부터의 논리합 신호를 입력하고, 논리합 신호가 1일 때, 접속하여 반경 방향 제어 속도 신호를 유효하게 출력하고, 논리합 신호가 0일 때에는, 접속을 해제하여 무효값을 목표 속도 연산부(166)에 출력한다.The OR operator 1657 inputs the output of the logical product operator 1656 and the output of the first determiner 1652, and outputs the logical OR signal to the conditional connector 1653 and the logical product operator 1656. The conditional connector 1653 inputs the radial control speed signal from the multiplier 1661 and the logical sum signal from the logical OR 1657, and when the logical signal is 1, connects and outputs the radial control speed signal effectively. When the OR signal is 0, the connection is released and the invalid value is output to the target speed calculating section 166.

승산기(1651)의 게인 Kr은, 공지의 피드백 제어의 P 게인이며, 선회 정지 각도 편차가 클수록 작업 장치를 선회 축에 근접시키는 방향으로 반경 방향 제어 속도를 연산하고, 작업 장치의 축소 동작을 실행한다.The gain Kr of the multiplier 1661 is a P gain of a known feedback control, and the larger the turning stop angle deviation, the radial control speed is calculated in a direction that brings the working device closer to the turning axis, and performs a reduction operation of the working device. .

미분기(1654)는, 제1 각도 검출기(13a)로부터의 선회 각도 신호를 입력하고, 미분 연산함으로써, 선회 각속도 신호를 산출하여 제2 판정기(1655)에 출력한다. 제2 판정기(1655)는, 입력한 선회 각속도 신호가 대략 0이 아니라고 판정한 경우에 논리 신호 1을 논리곱 연산기(1656)에 출력한다. 논리곱 연산기(1656)는, 논리합 연산기(1657)의 논리 신호와 제2 판정기(1655)의 논리 신호의 논리곱 신호를 논리합 신호 연산기(1657)에 출력한다.The differentiator 1654 inputs the turning angle signal from the first angle detector 13a, calculates the turning angular velocity signal by differential calculation, and outputs it to the second determiner 1655. The second determiner 1655 outputs the logical signal 1 to the logical multiplier 1656 when it is determined that the input turning angular velocity signal is not approximately zero. The logical product operator 1656 outputs the logical product signal of the logical signal of the logical operator 1657 and the logical signal of the second determiner 1655 to the logical signal operator 1657.

이 회로의 동작은, 제2 판정기(1655)에서 선회 각속도 신호가 대략 0이 아님을 판정하고, 또한 선회 정지 각도 편차가 플러스라고 판정하고 있던 경우에도, 조건부 접속기(1653)를 접속하여 반경 방향 제어 속도 신호를 유효하게 출력한다. 이것에 의해, 한 번, 선회 정지 각도 편차 신호가 플러스라고 판정한 후에, 선회 정지 각도 편차 신호가 0이 된 경우라도, 선회가 정지할(선회 각속도 신호가 대략 0이 될) 때까지는 반경 방향 제어 속도 신호가 0으로 설정되어 출력하므로, 선회 관성 모멘트가 증가하는 방향인 작업 장치의 신장 동작을 금지할 수 있다.The operation of this circuit is connected to the conditional connector 1653 in the radial direction even when the second deciding unit 1655 determines that the turning angular velocity signal is not approximately zero and determines that the turning stop angle deviation is positive. The control speed signal is effectively output. By this, after determining that the turning stop angle deviation signal is positive once, even if the turning stop angle deviation signal becomes 0, the radial control is performed until the turning stops (the turning angular velocity signal becomes approximately 0). Since the speed signal is set to 0 and output, it is possible to prohibit the stretching operation of the working device in the direction in which the turning moment of inertia increases.

다음으로, 목표 속도 연산부(166)에서 행하는 연산의 상세를 도 11을 사용하여 설명한다. 도 11은, 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 목표 속도 연산부의 연산 내용의 일례를 나타내는 제어 블록도이다. 목표 속도 연산부(166)는, 최댓값 선택기(1661)와 선택기(1662)와 조건부 절단기(1663)를 구비하고 있다.Next, details of the calculation performed by the target speed calculating section 166 will be described with reference to FIG. 11. 11 is a control block diagram showing an example of calculation contents of a target speed calculating unit of a main controller constituting one embodiment of a control device for a construction machine of the present invention. The target speed calculating unit 166 includes a maximum value selector 1661, a selector 1662, and a conditional cutter 1663.

최댓값 선택기(1661)는, 속도 운동학 좌표 변환부(162)로부터의 높이 방향 요구 속도 신호와 높이 방향 제어 속도 연산부(164)로부터의 높이 방향 제어 속도 신호를 입력하고, 어느 큰 쪽의 신호를 선택하여 높이 방향 목표 속도 신호로서 속도 역운동학 좌표 변환부(167)에 출력한다.The maximum value selector 1661 inputs the height direction request speed signal from the speed kinematics coordinate conversion unit 162 and the height direction control speed signal from the height direction control speed calculation unit 164, and selects which of the larger signals The height direction target velocity signal is output to the velocity inverse kinematic coordinate conversion unit 167.

선택기(1662)는, 속도 운동학 좌표 변환부(162)로부터의 반경 방향 요구 속도 신호와 반경 방향 제어 속도 연산부(165)로부터의 반경 방향 제어 속도 신호를 입력하고, 반경 방향 제어 속도 신호가 입력되어 있지 않은 경우에, 반경 방향 요구 속도 신호를 선택하고, 반경 방향 제어 속도 신호가 입력된 경우에는 이 신호를 선택하여 반경 방향 목표 속도 신호로서 속도 역운동학 좌표 변환부(167)에 출력한다.The selector 1662 inputs the radial request speed signal from the speed kinematics coordinate conversion unit 162 and the radial control speed signal from the radial control speed calculation unit 165, and the radial control speed signal is not input. If not, the radial request speed signal is selected, and if a radial control speed signal is input, this signal is selected and output to the velocity inverse kinematics coordinate converter 167 as a radial target speed signal.

조건부 절단기(1663)는, 속도 운동학 좌표 변환부(162)로부터의 작업 장치 요구 각속도 신호와 반경 방향 제어 속도 연산부(165)로부터의 반경 방향 제어 속도 신호를 입력하고, 반경 방향 제어 속도 신호가 입력되어 있지 않은 경우에, 작업 장치 요구 각속도 신호를 작업 장치 목표 각속도로서 속도 역운동학 좌표 변환부(167)에 출력하고, 반경 방향 제어 속도 신호가 입력된 경우에는, 0 신호를 작업 장치 목표 각속도로서 속도 역운동학 좌표 변환부(167)에 출력한다.The conditional cutting machine 1663 inputs the work device request angular velocity signal from the speed kinematics coordinate conversion unit 162 and the radial control speed signal from the radial control speed calculation unit 165, and the radial control speed signal is input. If not, the work device request angular velocity signal is output to the speed inverse kinematics coordinate converter 167 as the work device target angular velocity, and when the radial control speed signal is input, the zero signal is the speed inverse of the work device target angular velocity. Output to the kinematic coordinate conversion unit 167.

다음으로, 상술한 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태의 동작을 도 12를 사용하여 설명한다. 도 12는 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태를 구성하는 메인 컨트롤러의 연산의 플로우의 일례를 나타내는 흐름도이다.Next, operation | movement of one Embodiment of the control apparatus of the construction machine of this invention mentioned above is demonstrated using FIG. 12 is a flow chart showing an example of the operation flow of the main controller constituting one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention.

메인 컨트롤러(100)는, 긴급 정지 목표 각도가 있는지 여부를 판단한다(스텝 S121). 구체적으로는, 레이더 장치(32)로부터의 진입물의 위치 정보를 간섭 회피 제어부(170)가 수신하여, 긴급 정지 목표 각도 신호를 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에 출력하고 있는지 여부를 판단한다. 긴급 정지 목표 각도가 있는 경우에는, (스텝 S122)로 진행하고, 그 이외의 경우는, (스텝 S123)으로 진행한다.The main controller 100 determines whether there is an emergency stop target angle (step S121). Specifically, it is determined whether the interference avoiding control unit 170 receives the position information of the entry from the radar device 32 and outputs the emergency stop target angle signal to the turning stop target angle setting unit 120. If there is an emergency stop target angle, the process proceeds to (Step S122), otherwise, the process proceeds to (Step S123).

메인 컨트롤러(100)는, 긴급 정지 목표 각도를 선회 정지 목표 각도로 설정한다(스텝 S122). 구체적으로는, 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에 있어서, 간섭 회피 제어부(170)로부터의 긴급 정지 목표 각도 신호를 선회 정지 목표 각도로 설정한다. 이것에 의해, 진입물을 검출한 경우에는, 진입물의 위치에 따른 선회 정지 목표 각도가 설정되므로, 작업 장치와 진입물의 간섭을 피할 수 있다.The main controller 100 sets the emergency stop target angle to the turning stop target angle (step S122). Specifically, in the turning stop target angle setting unit 120, the emergency stop target angle signal from the interference avoidance control unit 170 is set as the turning stop target angle. In this way, when the entry is detected, the turning stop target angle is set according to the location of the entry, so that interference between the work device and the entry can be avoided.

(스텝 S121)에 있어서, 긴급 정지 목표 각도가 없는 경우, 메인 컨트롤러(100)는 적재 목표 선회 각도를 기초로, 작업 장치 높이 편차에 따른 보정을 행하여, 선회 정지 목표 각도로 설정한다(스텝 S123). 구체적으로는, 선회 정지 목표 각도 설정부(120)에 있어서, 작업 장치 높이 편차 신호에 따른 보정량 신호를 연산하고, 적재 목표 선회 각도로부터 보정량을 감소시킨다. 예를 들어, 작업 장치 높이가 작업 장치 목표 높이 보다 낮은 경우에는, 편차 신호가 커지고, 보정량도 커지므로, 선회 정지 목표 각도는 작아진다. 이것에 의해 작업 장치와 덤프 트럭 등의 간섭을 피할 수 있다.In (Step S121), if there is no emergency stop target angle, the main controller 100 performs correction according to the height deviation of the working device based on the stacking target turning angle and sets the turning stop target angle (Step S123). . Specifically, the turning stop target angle setting unit 120 calculates a correction amount signal according to the work device height deviation signal, and reduces the correction amount from the loading target turning angle. For example, when the working device height is lower than the working device target height, the deviation signal increases and the correction amount increases, so the turning stop target angle becomes small. This can avoid interference between the work device and the dump truck.

(스텝 S122) 또는 (스텝 S123)의 처리 실행 후, 메인 컨트롤러(100)는 선회 정지 목표 각도가 선회 최단 정지 각도보다 작은지 여부를 판단한다(스텝 S141). 구체적으로는, 선회 정지 가부 판정부(140)에 있어서, 선회 각도에 대한 선회 정지 목표 각도의 상대값과 선회 최단 정지 각도의 편차를 연산하고, 이 편차가 플러스일 때를 선회 최단 정지 각도의 쪽이 크다고 판단한다. 선회 정지 목표 각도가 선회 최단 정지 각도보다 작은 경우에는 (스텝 S161)로 진행하고, 그 이외의 경우는, (스텝 S162)로 진행한다.After the processing of (Step S122) or (Step S123), the main controller 100 determines whether the turning stop target angle is smaller than the shortest turning stop angle (Step S141). Specifically, in the turning stop availability determining unit 140, the relative value of the turning stop target angle with respect to the turning angle and the turning shortest stop angle are calculated, and when this deviation is positive, the turning shortest stop angle I think this is big. If the turning stop target angle is smaller than the shortest turning stop angle, the process proceeds to (Step S161), and otherwise, proceeds to (Step S162).

선회 정지 목표 각도가 선회 최단 정지 각도보다 작은 경우, 메인 컨트롤러(100)는 작업 장치의 축소 동작을 실행한다(스텝 S161). 구체적으로는, 선회 정지 가부 판정부(140)에 있어서, 선회 정지 목표 각도까지 선회 정지 불가능이라고 판정하고, 상술한 편차의 플러스의 값을 선회 정지 편차 신호로서 작업 장치 제어부(160)에 출력한다. 작업 장치 제어부(160)는, 이 선회 정지 편차 신호를 기초로 작업 장치를 선회 축에 근접시키는 방향의 반경 방향 제어 속도를 연산한다. 이것에 의해, 작업 장치의 축소 동작이 실행된다. 이 결과, 선회 관성 모멘트가 감소하여, 원하는 선회 정지 각도에서 상부 선회체를 정지시킬 수 있다.When the turning stop target angle is smaller than the shortest turning stop angle, the main controller 100 executes a reduction operation of the working device (step S161). Specifically, the turning stop availability determining unit 140 determines that turning stop is impossible until the turning stop target angle, and outputs the positive value of the above-described deviation to the working device control unit 160 as the turning stop deviation signal. The work device control unit 160 calculates the radial control speed in the direction of bringing the work device closer to the turning axis based on the turning stop deviation signal. Thereby, the reduction operation of the working device is executed. As a result, the turning moment of inertia decreases, and the upper swing body can be stopped at a desired turning stop angle.

한편, (스텝 S141)에 있어서, 선회 정지 목표 각도가 선회 최단 정지 각도보다 작지 않은 경우, 메인 컨트롤러(100)는, 선회 속도가 있고, 또한 작업 장치의 신장 동작을 금지 중인지 아닌지, 또는 작업 장치의 축소 동작을 실행 중인지 아닌지를 판단한다(스텝 S162). 구체적으로는, 작업 장치 제어부(160)의 반경 방향 제어 속도 연산부(165)에 있어서, 선회 각도로부터 선회 각속도를 연산하여, 선회 각속도가 대략 0이 아님을 판정함과 함께, 논리 연산기를 사용하여 선회 정지 각도 편차가 플러스라고 판정하고 있던 경우에도, 반경 방향 제어 속도를 출력하는 이른바 자기 유지 회로를 설치하고 있다. 선회 속도가 있고, 또한 작업 장치의 신장 동작을 금지 중인 경우, 또는 작업 장치의 축소 동작을 실행 중인 경우는, (스텝 S163)으로 진행하고, 그 이외의 경우는, "종료"로 진행하여, 처리를 종료시킨다.On the other hand, in (Step S141), if the turning stop target angle is not smaller than the shortest turning stop angle, the main controller 100 has a turning speed and is also prohibiting or extending the working operation of the working device, or It is determined whether or not the reduction operation is being executed (step S162). Specifically, in the radial control speed calculating unit 165 of the working device control unit 160, the turning angular velocity is calculated from the turning angle, and the turning angular velocity is not approximately 0, while turning using a logic operator Even when it is determined that the stop angle deviation is positive, a so-called self-holding circuit that outputs a radial control speed is provided. If there is a turning speed and the extension operation of the working device is prohibited, or if the reduction operation of the working device is being executed, the process proceeds to (Step S163). Otherwise, the process proceeds to " End " Terminates.

선회 속도가 있고, 또한 작업 장치의 신장 동작을 금지 중인 경우, 또는 작업 장치의 축소 동작을 실행 중인 경우, 메인 컨트롤러(100)는 작업 장치의 신장 동작을 금지한다(스텝 S163). 구체적으로는, 작업 장치 제어부(160)의 반경 방향 제어 속도 연산부(165)에 있어서, 상술한 자기 유지 회로에 의해 한 번, 선회 정지 각도 편차가 플러스라고 판정한 후, 선회 정지 각도 편차가 0이 된 경우라도, 선회가 정지할 때까지는 반경 방향 제어 속도를 0으로 계속 설정함으로써 작업 장치의 신장 동작을 금지한다. 이에 의해 선회 관성 모멘트의 증가를 방지하고, 원하는 선회 정지 각도에서 상부 선회체를 정지시킬 수 있다.When there is a turning speed and the extension operation of the working device is prohibited, or when the reduction operation of the working device is being executed, the main controller 100 prohibits the extension operation of the working device (step S163). Specifically, in the radial control speed calculating unit 165 of the work device control unit 160, after determining that the turning stop angle deviation is positive once by the above-described self-holding circuit, the turning stop angle deviation is zero. Even if it is, the extension operation of the working device is prohibited by continuously setting the radial control speed to 0 until the turning stops. Thereby, an increase in the turning moment of inertia can be prevented, and the upper swinging body can be stopped at a desired turning stop angle.

(스텝 S161) 또는 (스텝 S163)의 처리 실행 후, "종료"로 진행하여, 처리를 종료시킨다.After execution of the processing in (Step S161) or (Step S163), the process proceeds to "End" and the processing is ended.

상술한 본 발명의 건설 기계의 제어 장치의 일 실시 형태에 의하면, 선회 정지 가부를 판단하는 선회 정지 가부 판정부(140)와, 선회 정지 가부 신호에 따라서, 선회 반경 방향으로의 작업 장치의 신장 동작을 금지하거나, 또는 선회 반경 방향으로의 작업 장치의 축소 동작을 실행하는 작업 장치 제어부(160)를 구비하고 있으므로, 선회 관성의 증가를 억제할 수 있음과 함께, 선회 관성을 감소시킬 수 있다. 이것에 의해, 원하는 선회 정지 각도에서 상부 선회체(10)를 정지시킬 수 있다.According to one embodiment of the control device for the construction machine of the present invention described above, according to the turning stop whether or not determining unit 140 for determining whether or not the turning stop is allowed, and the turning stop or not signal, the extending operation of the working device in the turning radius direction Forbidden, or because the working device control unit 160 for performing a reduction operation of the working device in the turning radial direction is provided, it is possible to suppress the increase of the turning inertia and reduce the turning inertia. Thereby, the upper swing body 10 can be stopped at a desired turning stop angle.

또한, 본 발명의 일 실시 형태의 설명에 있어서는, 붐(11)과 아암(12)과 버킷(8)의 각 각도를 검출하는 것으로서, 각 연결부 근방에 설치된 제2 내지 제4 각도 검출기를 사용한 예를 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 붐 실린더(5)와 아암 실린더(6)와 버킷 실린더(7)에 있어서, 실린더 로드의 스트로크를 검출하는 스트로크 센서를 각각에 구비하고, 각 실린더 로드의 스트로크를 기초로 붐(11)과 아암(12)과 버킷(8)의 각 각도를 산출하는 구성으로 해도 된다.In addition, in the description of one embodiment of the present invention, as detecting each angle of the boom 11, the arm 12, and the bucket 8, an example of using the second to fourth angle detectors provided near each connection part Although described, it is not limited to this. For example, in the boom cylinder 5, the arm cylinder 6, and the bucket cylinder 7, each stroke sensor for detecting the stroke of the cylinder rod is provided, and the boom 11 is based on the stroke of each cylinder rod. ) And may be configured to calculate each angle of the arm 12 and the bucket 8.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 유압 셔블을 예로 본 발명을 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 선회체와 작업 장치를 구비하고 있으면, 크레인 등에 적용하는 것도 가능하다.In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are included. For example, in the above-described embodiment, the present invention has been described with an example of a hydraulic excavator, but is not limited to this. It is also possible to apply it to a crane or the like, provided that the swinging body and the working device are provided.

또한, 상기한 실시 형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다.In addition, the above-mentioned embodiment is demonstrated in detail in order to demonstrate this invention easily, and is not necessarily limited to having all the structures demonstrated.

4 : 선회 유압 모터
5 : 붐 실린더
6 : 아암 실린더
7 : 버킷 실린더
9 : 하부 주행체
10 : 상부 선회체
15 : 작업 장치
13a : 제1 각도 검출기
13b : 제2 각도 검출기
13c : 제3 각도 검출기
13d : 제4 각도 검출기
22a∼h : 전자기 비례 밸브
32 : 레이더 장치
100 : 메인 컨트롤러
110 : 작업 장치 목표 위치 설정부
120 : 선회 정지 목표 각도 설정부
130 : 작업 장치 목표 높이 설정부
140 : 선회 정지 가부 판정부
150 : 선회 제어부
160 : 작업 장치 제어부4: Swivel hydraulic motor
5: Boom cylinder
6: Arm cylinder
7: bucket cylinder
9: Lower traveling body
10: upper swing body
15: working device
13a: first angle detector
13b: second angle detector
13c: third angle detector
13d: 4th angle detector
22a to h: electromagnetic proportional valve
32: radar device
100: main controller
110: work device target position setting unit
120: turning stop target angle setting unit
130: working device target height setting unit
140: turning stop decision unit
150: turning control
160: working device control

Claims (4)

하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 대해 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와, 상기 상부 선회체에 대해 부앙동 가능하게 설치된 작업 장치와, 상기 상부 선회체를 선회 구동하는 선회용 유압 액추에이터와, 상기 작업 장치를 구동시키는 작업 장치용 유압 액추에이터와, 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 상기 작업 장치용 유압 액추에이터 및 상기 선회용 유압 액추에이터에 각각 공급되는 압유의 유량과 방향을 제어하는 작업 장치용 컨트롤 밸브 및 선회용 컨트롤 밸브와, 상기 작업 장치 및 상기 상부 선회체의 작동을 지시하는 작업 장치용 조작 장치 및 선회용 조작 장치와, 상기 작업 장치용 조작 장치 및 선회용 조작 장치로부터의 지시 신호에 기초하여 상기 작업 장치용 컨트롤 밸브 및 상기 선회용 컨트롤 밸브에 구동 신호를 출력하는 메인 컨트롤러를 갖는 건설 기계의 제어 장치에 있어서,
상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회 각도를 검출하는 제1 각도 검출기와,
상기 상부 선회체에 대한 상기 작업 장치의 부앙 각도를 검출하는 제2 각도 검출기를 더 가짐과 함께,
상기 메인 컨트롤러가,
상기 상부 선회체의 선회 정지 목표 각도를 설정하는 선회 정지 목표 각도 설정부와,
상기 제1 각도 검출기에 의해 검출된 상기 상부 선회체의 선회 각도와 상기 선회 정지 목표 각도 설정부에 의해 설정된 선회 정지 목표 각도와의 편차, 및 상기 선회용 조작 장치로부터의 지시 신호에 기초하여 상기 선회용 컨트롤 밸브로의 구동 신호를 산출하여 출력하는 선회 제어부와,
상기 제1 각도 검출기에 의해 검출된 상기 상부 선회체의 선회 각도와 상기 선회 정지 목표 각도 설정부에 의해 설정된 선회 정지 목표 각도와의 편차, 및 상기 제2 각도 검출기에 의해 검출된 상기 작업 장치의 부앙 각도에 기초하여, 상기 상부 선회체가 상기 선회 정지 목표 각도에 도달하기 전에 선회 동작을 정지할 수 있는지 여부를 판정하는 선회 정지 가부 판정부와,
상기 선회 정지 가부 판정부가 판정한 결과가 부인 경우에는, 적어도 선회 관성 모멘트가 증가하는 방향으로의 상기 작업 장치의 동작을 제한 또는 금지하는 구동 신호를 상기 작업 장치용 컨트롤 밸브에 출력하는 작업 장치 제어부를 구비한
것을 특징으로 하는, 건설 기계의 제어 장치.A lower traveling body, an upper pivoting body mounted rotatably with respect to the lower traveling body, a work device movably installed with respect to the upper pivoting body, and a hydraulic actuator for turning to drive the upper pivoting body; A hydraulic actuator for a working device that drives the working device, a hydraulic pump, and a control valve for a working device that controls the flow rate and direction of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator for the working device and the hydraulic actuator for turning, respectively. And a turning control valve, an operating device for rotating the working device and an operating device for turning indicating the operation of the working device and the upper swinging body, and an instruction signal from the operating device for the working device and the turning operating device. The main for outputting a drive signal to the control valve for the working device and the control valve for turning A control system for a construction machine having a controller,
A first angle detector for detecting a turning angle of the upper swing body with respect to the lower traveling body,
While having a second angle detector for detecting the angle of inclination of the working device with respect to the upper swing body,
The main controller,
A turning stop target angle setting unit for setting a turning stop target angle of the upper swing body,
The turning based on the deviation between the turning angle of the upper swing body detected by the first angle detector and the turning stop target angle set by the turning stop target angle setting unit, and an instruction signal from the turning operation device. A turning control unit that calculates and outputs a drive signal to the control valve for use,
Deviation between the turning angle of the upper swing body detected by the first angle detector and the turning stop target angle set by the turning stop target angle setting unit, and the float of the working device detected by the second angle detector A turning stop whether or not determining unit determines whether the turning operation can be stopped before the upper swing body reaches the turning stop target angle based on the angle;
If the result determined by the turning stop availability determination unit is negative, the working device control unit outputs a driving signal for limiting or prohibiting the operation of the working device in a direction in which the turning moment of inertia increases, to the control valve for the working device. Equipped
Characterized in that, the control device of a construction machine. 제1항에 있어서,
상기 선회 정지 가부 판정부는, 상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회 각도로부터 산출한 선회 속도 신호와, 상기 선회 속도 신호와 상기 상부 선회체에 대한 상기 작업 장치의 부앙 각도를 기초로 산출한 선회 관성 모멘트 신호와, 상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회 각도에 기초하여 관성에 의한 선회 정지 각도의 증가량의 최솟값인 선회 최단 정지 각도 신호를 연산하고,
상기 선회 정지 목표 각도보다 상기 선회 최단 정지 각도 신호가 큰 경우에, 선회 정지 불가능이라고 판정하는
것을 특징으로 하는, 건설 기계의 제어 장치.According to claim 1,
The turning stop determination unit is calculated based on a turning speed signal calculated from a turning angle of the upper swing body with respect to the lower traveling body, and a turning angle of the working device with respect to the turning speed signal and the upper swing body. The turning inertia moment signal and the turning shortest stop angle signal which is the minimum value of the increase amount of the turning stop angle by inertia are calculated based on the turning angle of the upper swing body with respect to the lower traveling body,
When the turning stop stop angle signal is larger than the turning stop target angle, it is determined that the turning stop is impossible.
Characterized in that, the control device of a construction machine. 제1항에 있어서,
상기 작업 장치의 선단을 배치시키는 목표 위치인 작업 장치 목표 위치를 설정하는 작업 장치 목표 위치 설정부와,
상기 작업 장치 목표 위치 설정부가 설정한 상기 작업 장치 목표 위치에 기초하여 상기 작업 장치의 목표 높이 신호를 설정하는 작업 장치 목표 높이 설정부를 더 구비하고,
상기 작업 장치 제어부는, 상기 상부 선회체에 대한 상기 작업 장치의 부앙 각도를 기초로 상기 작업 장치의 높이 신호를 산출하고,
상기 선회 정지 목표 각도 설정부는, 상기 작업 장치의 목표 높이 신호와 상기 작업 장치의 높이 신호로부터 편차를 연산하고, 상기 편차에 따라서 상기 선회 정지 목표 각도를 보정하는
것을 특징으로 하는, 건설 기계의 제어 장치.According to claim 1,
A work device target position setting unit for setting a work device target position, which is a target position for disposing the tip of the work device,
Further comprising a working device target height setting unit for setting a target height signal of the working device based on the working device target position set by the working device target position setting unit,
The working device control unit calculates a height signal of the working device based on the inclination angle of the working device with respect to the upper swing body,
The turning stop target angle setting unit calculates a deviation from the target height signal of the working device and the height signal of the working device, and corrects the turning stop target angle according to the deviation
Characterized in that, the control device of a construction machine. 제1항에 있어서,
작업 영역 주변의 진입물의 위치를 검출하는 진입물 검출 장치를 구비하고,
상기 선회 정지 목표 각도 설정부는, 상기 진입물 검출 장치로부터 상기 진입물의 위치 신호를 수신한 경우에는, 상기 진입물의 위치에 따른 선회 정지 목표 각도를 설정하는
것을 특징으로 하는, 건설 기계의 제어 장치.According to claim 1,
Equipped with an entry detection device for detecting the position of the entry around the work area,
The turning stop target angle setting unit sets the turning stop target angle according to the position of the entry when the position signal of the entry is received from the entry detection device
Characterized in that, the control device of a construction machine.
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